Nanomateriali a base di silicio “dopati”

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Kristie Koski
Kristie Koski
La ricercatrice Kristie Koski

La Brown University ha scoperto dei nuovi nanomateriali semiconduttori bidimensionali a strati, simili al grafene, a base di silicio. I ricercatori sono partiti da un composto chiamato tellururo di silicio. I materiali sono puri, semiconduttori di tipo P (portatori di carica positiva) e si potrebbero impiegare in dispositivi elettronici e ottici. Loro struttura stratificata inoltre può assorbire litio e magnesio, quindi potrebbero essere usati per fabbricare gli elettrodi in questi tipi di batterie. Il team di ricerca ha sintetizzato i nuovi materiali attraverso la deposizione del vapore in una fornace a tubo. Variando la temperatura del forno e utilizzando i diversi trattamenti del substrato, si possono realizare differenti strutture. Affinando il processo, i ricercatori hanno prodotto nanonastri che vanno da circa 50 a 1.000 nanometri in larghezza e circa 10 micron di lunghezza. Inoltre hanno realizzato nanopiastre piatte e in piedi. “Si presentano come esagoni in posizione eretta sul substrato. Sembrano un po’ le tombe di un cimitero” chiarisce Kristie Koski, la ricercatrice che ha condotto il lavoro.

Ogni diversa forma ha un diverso orientamento della struttura cristallina del materiale, quindi tutte hanno proprietà differenti da usare in diverse applicazioni. I ricercatori hanno anche dimostrato che il materiale può essere “dopato” mediante l’impiego di diversi substrati. Il doping è un processo attraverso il quale piccole impurità vengono introdotte per cambiare le proprietà elettriche di un materiale. In particolare, il tellururo di silicio può essere dopato con alluminio quando viene cresciuto su un substrato di zaffiro. Tale processo potrebbe essere utilizzato, per esempio, per cambiare il materiale da un semiconduttore di tipo P a uno di tipo N (uno con elementi portanti della carica negativa).

 

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