Цивилизация
Международный коллектив ученых Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого, Ганноверского университета имени Лейбница и Физико-технического института имени Иоффе нашли способ усовершенствовать нанокомпозитный материал, который имеет большие перспективы использования в водородной энергетике и других научных областях.
Результаты работы представлены в научной статье «Механизм генерации зарядов на гетеропереходе TiO2—n-Si под действием золотых наночастиц» в журнале «Semiconductor Science and Technology».
Предметом исследования стал композиционный материал – полупроводник на основе диоксида титана. Для более эффективного его использования необходимо сделать так, чтобы энергия, заключенная между его слоями, могла высвобождаться и передаваться.
На основе экспериментов ученые СПбПУ, Ганноверского университета имени Лейбница и ФТИ им. Иоффе предложили физическую модель, описывающую происходящие процессы. Научная группа использовала композиционный материал, состоящий из кремниевой пластины, золотых наночастиц и тонкого слоя диоксида титана. Ученые решили электрически изолировать наночастицы от кремния.
«Система получилась более простая, и мы попытались описать процессы, которые в ней происходили. Кроме того, мы предполагали, что такая структура повысит эффективность использования энергии света, падающего на поверхность нашего материала», – отметил профессор кафедры «Физико-химия и технологии микросистемной техники» СПбПУ Максим Мишин.
В Петербурге международная научная группа разработала «технологический рецепт» создания новой структуры, затем в Ганновере была создана ее основная часть – пластина кремния с диэлектрическими столбиками и располагающимися на них наночастицами золота.
«Развитие современной наноэлектроники позволяет использовать так называемые «сухие» методы травления вещества – методы ионного травления. Именно его мы использовали в ходе эксперимента», – отмечает Марк Кристофер Вурц из Института микроэлектроники Лейбниц университета Ганновера.
Эксперимент длился 10 дней.
Работа над проектом продолжается. Исследователи утверждают, что этот нанокомпозитный материал сможет применяться в оптических приборах, работающих в диапазоне видимого света. Кроме того, его можно использовать как катализатор, для получения водорода из воды или, например, для очистки воды. Также этот материал можно использовать как активный элемент для датчиков, которые регистрируют утечку газа или повышенную концентрацию вредных веществ в воздухе.
