Важнейшие законченные работы


ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ВЕЩЕСТВА и МАТЕРИАЛЫ


Электрохимический способ получения нанокристаллических волокон кремния
(Условное сокращенное наименование: “Нановолокна кремния”)


1. Сроки выполнения разработки 
(год начала – год окончания):
2007 – 2009.
 
2. Головная организация-разработчик, контактный телефон:

Институт высокотемпературной электрохимии УрО РАН (г. Екатеринбург), 343) 374-50-89, факс: (343) 374-59-92, e-mail: dir@ihte.uran.ru.
 

3. Краткая содержательная характеристика разработки Разработан новый электрохимический метод получения нанокристаллических волокон кремния в хлоридно-фторидных расплавах солей. Определены параметры процесса электролиза, обеспечивающие получение волокнистых нанокристаллических структур кремния с толщиной нитей от 70 нм до 1 мкм. Получены сплошные кристаллические осадки кремния на стеклоуглероде, графите, вольфраме, поли- и монокристаллическом кремнии. Предлагаемый способ позволяет значительно уменьшить затраты электроэнергии, а также, регулировать структуру получаемых электролитических осадков кремния путем изменения параметров электролиза (температуры расплава солей, концентрации кремния в расплаве солей, катодной плотности тока и др.).
 
4. Степень готовности 
(завершение эксперимента, проведение испытания опытного образца, выпуск опытной серии и т.п.): 
Завершены эксперименты. На созданной пилотной установке получены опытные образцы нанокристаллических волокон кремния и кремниевых покрытий на различных подложках.
 
5. Наличие необходимой инфраструктуры производственных мощностей: На имеющемся лабораторном оборудовании возможно получение опытных образцов.
 
6. Ожидаемые результаты:

Благодаря своей уникальной геометрии полупроводниковые нановолокна кремния находят применение в наноэлектронике и биосенсорике. Нанонити кремния способны выдержать многократное рециклирование щелочного металла, что позволяет использовать их в качестве материала для электродов химических источников тока, имеющих длительный срок эксплуатации. Сплошные слои кремния могут найти применения для изготовления элементов солнечных батарей.
 

7. Оценка основных характеристик 
разработки, обеспечивающих 
конкурентоспособность:
Подана заявка на изобретение № 2009142143 от 16.11.2009 «Способ получения кремния нано- и микроволокнистой структуры».
 
7.1. Научно-технический уровень:  
 
7.1.1.  По отношению к лучшим отечественным образцам (указать какие превосходят): Аналогов нет.
 
7.1.2.  По отношению к лучшим мировым образцам (соответствует или превосходит, указать какие): Превосходит по следующим параметрам: 1) обеспечивает более низкую себестоимость единицы продукции; 2) не требует сложной аппаратуры, позволяет уменьшить число переделов в технологическом цикле.
 
7.2.  Экологичность: Предлагаемый электролитический способ получения нановолокон кремния имеет относительно низкие выбросы вредных веществ в атмосферу или смывные воды, а также не взрывоопасен по сравнению с существующими многоэтапными газофазными методами получения кремния из силанов.
 
7.3.  Экономические показатели (оценочные):  
 
7.3.1.  Требуемый объем инвестиций, (млн дол.):  
 
7.3.2.  Потенциальный объем продаж, (млн дол.):  
 
7.3.3.  Срок окупаемости проекта, (лет):  
 
8

Область применения разработки, возможные потребители, наличие заявок на продукцию:

Радиотехника, электроника, медицина, электротехника, химическая промышленность.
 

9. Наличие бизнес-плана по реализации разработки (да, нет): Нет.
10. Организация, давшая предложение, контактный телефон:

Институт высокотемпературной электрохимии УрО РАН (г. Екатеринбург), (343) 374-50-89, факс: (343) 374-59-92, e-mail: dir@ihte.uran.ru.
 

11. Формы сотрудничества, коммерческие предложения:

Получение опытных образцов по согласованию с заказчиком. Продажа ноу-хау.
 

 

Рис.1. Волокна кремния, полученные в расплаве солей KCl-KF-CsCl-K2SiF6; Т=690 ºС; ik=50 мА/см2.

 

Рис.1. Волокна кремния, полученные в расплаве солей KCl-KF-CsCl-K2SiF6; Т=690 ºС; ik=50 мА/см2.
 

 

Рис.2. Волокна кремния, полученные в расплаве K2SiF6-KF-KCl; T=700 ºC; ik=10 мА/см2.

 

Рис.2. Волокна кремния, полученные в расплаве K2SiF6-KF-KCl; T=700 ºC; ik=10 мА/см2.
 

 

  © Уральское отделение Российской академии наук

20.08.10

 Рейтинг ресурсов