הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.

מאמר שיטה

ייצור ואופטימיזציה של סרטי סיליקון קלטרט מסוג II

1.6K צפיות

⸱

DOI:

10.3791/69215

⸱

14 באוקטובר 2025

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1ICube Laboratory, University of Strasbourg, CNRS (Centre National de la Recherche Scientifique), 2IPCMS Laboratory (Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg), University of Strasbourg, 3Institut des Nanotechnologies de Lyon (INL), UMR 5270, École Centrale de Lyon, Institut National des Sciences Appliquées (INSA) Lyon, Université Claude Bernard Lyon 1

במאמר זה

סיכום

שיטת החישול הדו-תרמית מאפשרת ייצור של סרטים דקים של סיליקון קלטרט מוליכים למחצה מסוג II. בוצעו טיפולים לאחר סינתזה, כולל לחיצה תרמית ותחריט יונים תגובתי, כדי לשפר את תכונות החומר. גישה זו מספקת מסלול נגיש לייצור סרטי קלטראט ניתנים לכוונון המתאימים להתקנים אלקטרוניים ופוטוניים של הדור הבא.

תקציר

קלטראטים מסיליקון (SiCL) הם סוג של חומרים מובנים בכלוב עם תכונות אופטו-אלקטרוניות ניתנות לכוונון, המציעים פוטנציאל משמעותי ליישומים פוטו-וולטאיים. ביניהם, SiCL מסוג II (NaxSi136) אטרקטיביים במיוחד בשל יכולתם הייחודית להכיל אטומי אורח באופן הפיך מבלי לפגוע במבנה הגביש. שיטות סינתזה מסורתיות, כגון סינתזה בלחץ קיצוני או ייצור תחת קופסאות כפפות, למרות שהן חיוניות לחקירת התכונות המהותיות של קלטראטים בתנאים מבוקרים היטב, אינן מתאימות היטב להרחבה ולעתים קרובות הן עתירות אנרגיה ודורשות ציוד מיוחד. כדי להתגבר על מגבלות אלה, פותחה שיטת סינתזה ניתנת להרחבה ונטולת תא כפפות המבוססת על שני שלבי פירוק תרמי לייצור סרטי סיליקון קלטרט. טיפול לאחר סינתזה, כולל לחיצה תרמית ותחריט יונים תגובתי, שימש כדי לשפר את התכונות החשמליות של החומר. היווצרות פאזה וגבישיות מאושרות על ידי עקיפה של קרני רנטגן וספקטרוסקופיה של ראמאן; מורפולוגיה מוערכת על ידי מיקרוסקופ אלקטרונים סורק (SEM); ותכונות אופטו-אלקטרוניות מוערכות על ידי פוטו-לומינסנציה. גישה זו מספקת מסלול ניתן לשחזור וניתן להרחבה לייצור סרטי סיליקון קלטראט מסוג II, עם פוטנציאל מבטיח לשילוב בהתקנים אופטו-אלקטרוניים.

מבוא

מאז שנות ה-50 של המאה ה-20, חומרים מבוססי סיליקון נמצאים בלב טכנולוגיות האופטו-אלקטרוניקה והאנרגיה המודרניות1, במיוחד בתעשיות פוטו-וולטאיות ומוליכים למחצה2. סיליקון ממלא את השפע, היציבות התרמית, עמידות להזדקנות3 וקריטריוני אי רעילות 4,5. עם זאת, למרות הצלחתו המסחרית, סיליקון יהלום (d-Si) סובל ממגבלות מהותיות, כגון פער פס עקיף וספיגת אור חלשה6, הדורשים שכבות פעילות עבות ועיבוד עתיר אנרגיה כדי להשיג טוהר יסודות גבוה במיוחד7. בשנים האחרונות, אלוטרופים אלטרנטיביים ושלבים אקזוטיים של סיליקון, במיוחד שלבי קלטרט8, זכו לתשומת לב הולכת וגוברת כמועמדים מבטיחים להתגברות על מגבלות אלה9. היישומים מבטיחים בשל מבנה המסגרת הפתוחה והמאפיינים האלקטרוניים הניתנים לכוונון10. בין אלה, SiCL מסוג II (NaxSi136) התגלה כחומר יציב אך חזק עם פער פס כמעט-ישיר בטווח של 1.6-2 eV 9,11.

הסינתזה של SiCL מסתמכת על שיטות בלחץ גבוה12, כגון גידול זרימה13 או כימיה של חמצון חיזור בנוזלים יוניים14, שהן לרוב מורכבות, לא תמיד תואמות לעיבוד קנה מידה וסרט דק. עם זאת, גישות מסורתיות אלה היו חיוניות כדי לחקור את התכונות הפנימיות של קלטראטים על ידי דיכוי השפעות חיצוניות כגון חמצון או שלב משני 15,16,17. לעומת זאת, פרוטוקול פירוק תרמי דו-שלבי זה ללא תא כפפות מאפשר סינתזה של סרטים דקים של סיליקון קלתראט הכוללים את תרכובת הביניים התגובתית Na4Si4, תוך שימוש בטמפרטורות מתונות ובתנאי ואקום. פרוטוקול זה מאפשר שליטה מדויקת על תכולת הנתרן לאורך כל הטיפול התרמי, ובכך משנה את התנהגות NaxSi136 ממתכת למוליכים למחצה בהתאם לעיסוק הנתרן בכלובי הסיליקון. בתהליך זה, סרט מבשר Na4Si4 נוצר לראשונה על ידי תגובה תרמית של נתרן עם סיליקון גבישי תחת אטמוספירה אינרטית (איור 1). חישול תרמי עוקב בוואקום דינמי מקדם את מיצוי הנתרן מהסרט, ומאפשר סידור מחדש של שלב ה-Zintl למסגרת הקלטראט הרצויה, עם זיהום מינימלי18,10 (איור 2).

בעוד שההיווצרות המבנית של קלטראטים באמצעות שיטה זו הוכחה, תובנה נוספת לגבי יכולת הכוונון וההתנהגות המוליכה למחצה שלהם מושגת לאחר שני טיפולים רצופים לאחר סינתזה, לחיצה תרמית ותחריט יונים תגובתי. לחיצה תרמית מתבצעת כדי להפחית את עובי סרט הקלטראט בכמחצית, וכתוצאה מכך שכבה צפופה וחלקה שהתאימה יותר לעיבוד נוסף. הוכח כי תחריט משפר עוד יותר את ההומוגניות של מצב פני השטח תוך שמירה על מסגרת הכלוב, מה שהופך אותו לכלי רב עוצמה לכוונון תכונות חשמליות ואופטיות19.

בעוד שניתן לספור את מספר המעבדות שדיווחו בהצלחה על ייצור סרטי SiCL של 20,21,22 על אצבעות יד אחת, אנו מאמינים כי הדבר נובע מהעובדה שיש לכוונן בקפידה את פרמטרי העיבוד להשגת השלב הרצוי בהצלחה. עם פרוטוקול נוכחי זה, תוך הקפדה על בטיחות תוך שימוש באמצעים מתאימים, ייצור סרטי SiCL דורש רק תנור צינורי אחד בארגון ותנור ואקום דינמי אחד, נתרן טהור ופרוסת c-Si10. גישה זו מדגימה את ההיתכנות של ייצור והנדסה של סרטי SiCL באמצעות תהליך סינתזה פשוט וניתן להרחבה, עם מינימום משאבים וציוד, הסולל את הדרך לשילוב התקנים עתידי.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

פרוטוקול

הריאגנטים והציוד המשמשים במחקר זה מפורטים בטבלת החומרים.

1. הכנת חומרים

  1. הכנת סיליקון (c-Si (001))
    1. חתכו במדויק בעזרת עט עם קצה יהלום פרוסת סיליקון (001) בעובי 525 מיקרומטר ± 25 מיקרומטר, מלוטשת בצד אחד, מסוממת n למלבן במידות של 56 × 38 מ"מ2.
    2. טבלו את מצע הסיליקון בתמיסת חומצה הידרופלואורית בריכוז של 10% נפח, באמצעות בקבוק HF של 48%, למשך 2 דקות בדיוק כדי להסיר את הסיליקון הדו-חמצני המקורי שיכול להיות נוכח על פני המצע.
      הערה: כל הנוזלים המכילים HF וכל שטיפה/ממיסים מזוהמים נאספו במיכלי HDPE (פוליאתילן בצפיפות גבוהה) ייעודיים ותואמים המסומנים ביחידת היצרן ובהרכב התערובת, אוחסנו על מגשי שמירה באזור הפסולת המיועד, ונשמרו מופרדים מחומצות אחרות, כאשר HF מבודד במיוחד לבטיחות. הסילוק הסופי הוסדר באמצעות SPSE-UNISTRA/Suez בהתאם לכללי הסילוק של אוניברסיטת שטרסבורג, הפועלים על פי הקוד הסביבתי הצרפתי וכללי הובלת סחורות מסוכנות.
      זהירות: מימן פלואוריד (HF) רעיל מאוד וקורוזיבי. יש לטפל רק מתחת למכסה אדים, ללבוש כפפות, מסכת פנים מלאה וביגוד מגן מתאים.
    3. לאחר חשיפה ל- HF, יש לשטוף היטב את המצע במים נטולי יונים כדי להסיר חומצה כלשהי. יבש את הוופלים באמצעות אקדח חנקן כדי לפוצץ את כל טיפות המים שנותרו ולמנוע היווצרות שאריות על פני השטח.
  2. טיפול מקדים בנתרן
    1. חותכים בזהירות חתיכת נתרן מתכתי (טוהר 99%) בעזרת חותך לקבלת פרוסה מלבנית קטנה במשקל של כ-0.22 גרם, הנמדדת באיזון אנליטי.
    2. מניחים מיד את פרוסת הנתרן בכלי זכוכית אטום (אטום במפרק זכוכית טחונה) מלא בציקלוקסאן נטול מים (טוהר ≥99%). ודא שהנתרן שקוע במלואו כדי למנוע חמצון.
      זהירות: נתרן מתכתי מגיב באלימות עם מים. טפל תמיד מתחת למכסה אדים, לבש כפפות, משקפי מגן, מעיל מעבדה מתאים, ונקוט בכל אמצעי הזהירות האחרים הדרושים כדי להבטיח בטיחות (מטף כיבוי אש מסוג D).
  3. הרכבה בכור ההיתוך
    1. שוטפים עם אתנול טהור ומייבשים בטמפרטורה של 300 מעלות צלזיוס למשך 4 שעות בסירת סגסוגת אינקונל (54 × 18 × 13.3 מ"מ3). לאחר מכן, הנח את פרוסת הנתרן שהוכנה בעבר לתוך סירת סגסוגת Inconel נקייה ומקם את פרוסת הסיליקון ישירות מעליה, כאשר המשטח המלוטש פונה כלפי מטה הסירה.
    2. הכנס בזהירות את המכלול המוכן (סירה-נתרן-סיליקון) למרכז צינור נירוסטה אטום (ISO-KF עם אטם טבעת O), בתנור צינור אופקי הניתן לתכנות.
      הערה: יש לנקות היטב את הצינור עם אצטון ואתנול, ולאחר מכן לייבש אותו למשך שעה וחצי.
    3. הכנס חוט טנטלום (Ta) בעל טוהר גבוה לתוך הצינור כדי ללכוד עקבות של חמצן. החוט המשמש בקוטר של 0.5 מ"מ, טוהר של 99.95%, ואורך כולל של 3.4 ס"מ.
    4. אטום את הצינור בשני הקצוות עם אביזרים המאפשרים רק ארגון (טוהר ≥ 99.9999%) להסתובב בתוך הצינור.
    5. נקה את הצינור עם ארגון בלחץ קבוע של 1.6 בר למשך 15 דקות כדי להבטיח אווירה אינרטית לאורך כל התגובה.

2. סינתזה של SiCL

  1. פירוק תרמי להיווצרות Na4Si4
    1. הפעל את תנור הצינור האופקי הניתן לתכנות עם מחזור החישול הבא.
      1. מעלים את הטמפרטורה עד שמגיעים למישור 600 מעלות צלזיוס עם קצב רמפה של 5 מעלות צלזיוס לדקה. שמור על טמפרטורה זו יציבה על 600 מעלות צלזיוס למשך 19 שעות.
    2. כאשר התנור והצינור חוזרים לטמפרטורת החדר, יש לשטוף את הצינור בזרימה רציפה של ארגון (טוהר ≥ 99.9999%).
  2. טיפול דינמי בוואקום גבוה
    1. העבירו מהר ככל האפשר את הדגימות שהתקבלו לצינור קוורץ וחברו אותו לתנור הוואקום הדינמי. הצינור נוקה מראש על ידי שטיפה רציפה עם אצטון ומים נטולי יונים, ולאחר מכן ייבוש עם אקדח חנקן. זמן החשיפה לאוויר הסביבה נשמר מתחת ל-40 שניות בסביבת מעבדה עם לחות יחסית שנשמרה מתחת ל-40%, מה שנמצא כמניב סרטים הניתנים לשחזור ולא מזוהמים.
      1. לאחר חיבור הצינור למערכת השאיבה, יש להתפנות תחילה עם המשאבה הראשית, ואז להפעיל את המשאבה הטורבו-מולקולרית עד להגעה לוואקום גבוה של 5 × 10-7 מבר.
    2. רמפה ל-400 מעלות צלזיוס במשך 30 דקות; החזק ב-400 מעלות צלזיוס למשך 4 שעות; לאחר מכן כבה את התנור הצינורי ואפשר לדגימה להתקרר באופן טבעי לטמפרטורת החדר. לאחר מכן, פרקו את הדגימה מהתנור.

3. לאחר הטיפול

  1. חישול לחץ
    1. השתמש במכבש הידראולי ידני שולחני המצויד בשתי פלטות נירוסטה מרובעות (15 × 15 ס"מ2) ומערכת חימום משולבת המסוגלת להגיע לטמפרטורות של עד 300 מעלות צלזיוס לתהליך חישול המכבש.
    2. תקן את הצלחת העליונה והפעל כוח על ידי הרמת הצלחת התחתונה. הפעל את תהליך ההטבעה באווירה סביבתית.
    3. הנח את דגימת הסיליקון קלטראט בין שתי הלוחות בתוך המכבש התרמי.
    4. הרם את הצלחת התחתונה כדי להגביר את הכוח בהדרגה עד שהלחץ יגיע לערך של כ-2 קילו-ניוטון.
    5. כאשר הכוח מגיע ל-2 קילו-ניוטון, העלה את הטמפרטורה של שתי לוחות המתכת במגע עם הדגימה ל-250 מעלות צלזיוס ושמור עליה למשך 30 דקות.
    6. במהלך הלחיצה התרמית, אפשר לכוח לעלות בהדרגה מ-2 kN הראשוני לסביבות 8.5 kN עד סוף התהליך.
    7. לאחר 30 דקות, הפסק את החימום. החל קירור מהיר באמצעות מערכת זרימת מים קרים (20 מעלות צלזיוס לדקה) עד שהטמפרטורה תחזור לסביבה. שחרר את הלחץ.
      הערה: בסוף התהליך, העובי, שנקבע מתמונות SEM בחתך, מצטמצם מ-82 מיקרומטר ל-31 מיקרומטר. גודל הגרגר של החומר הלחוץ מגיע לכ-200 ננומטר, שהוא גבוה פי ארבעה מזה של החומר המסונתז.
  2. תחריט יבש
    1. נקה את הדגימה ברצף באמצעות אצטון ואיזופרופנול (IPA), ולאחר מכן יבש אותה עם אקדח חנקן, המפוצץ טיפות ממס שאריות ומונע היווצרות שאריות.
    2. הנח את הדגימה הנקייה על האלקטרודה התחתונה בתוך מערכת תחריט RIE.
    3. שאבו את החדר כדי להגיע ללחץ בסיס של 5 × 10-7 מבר.
    4. הכניסו את גז התחריט (SF6) לתא בקצב זרימה של 50 sccm.
      הערה: כל פליטת SF6 מתהליכי תחריט חייבת לעבור דרך מערכת הפחתה. אוורור ישיר לאטמוספירה אסור. יש להפעיל את המקרצף לפני תחילת זרימת הגז ולהמשיך לפעול עד להשלמת הטיהור.
    5. הגדר את טמפרטורת המצע ל-5 מעלות צלזיוס באמצעות מערכת הקירור המשולבת.
    6. הצית את הפלזמה על ידי הפעלת הספק ICP של 800 וואט ליצירת פלזמה בצפיפות גבוהה, ובו זמנית הפעל הספק RF של 400 וואט (13.56 מגה-הרץ) על האלקטרודה התחתונה כדי לשלוט באנרגיית הפצצת יונים.
    7. בצע בדיקות תחריט במשכים של 15 שניות. בתנאים אלה, קצב התחריט נמדד כ-1 מיקרומטר דקה-1 על הדגימה הלחוצה.
    8. לאחר התחריט, כבה את ספקי הכוח ICP ו-RF כדי לעצור את הפלזמה.
    9. פנה את גזי התהליך הנותרים, ולאחר מכן אוורר לאט את החדר ללחץ אטמוספרי.
  3. הסר את הדגימה החרוטה מהתא.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

תוצאות

מחקר זה חקר את האבולוציה המבנית והאופטית של סרטי NaxSi136 מסוג II לפני ואחרי לחיצה וחריטה של סרטי SiCL, תוך שימוש בשילוב של עקיפה של קרני רנטגן, ספקטרוסקופיה של רמאן ומדידות פוטו-לומינסנציה. הצעד הראשון הוא להבטיח שהשלב הנכון מתקבל לאחר הייצור ולאחר שלבי העיבוד שלאחר העיבוד. איור 3 מציג את דפוס θ-2θ של עקיפה של קרני רנטגן (XRD) (מקור Cu Kα ) המאשר את היווצרות שלב SiCL מסוג II הן בדגימות הדחוסות והן בדגימות החרוטות. התבניות מצ...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

דיון

הסינתזה של סרטי סיליקון קלטראט מסוג II (NaxSi136) באמצעות שיטת הפירוק התרמית הדו-שלבית כוללת שני שלבים קריטיים הקובעים את ההצלחה והאיכות של החומר הסופי. ההיווצרות הראשונית של מבשר Na4Si4 Zintl היא מרכזית (איור 1), מכיוון שהיא משמשת כשלב הביניים הריאקטיבי27. שלב זה דורש חשיפה של פרוסת סיליקון לאדי נתרן תחת אטמוספירת ארגון אינרטית. הבטחת היווצרות מלאה ואחידה של Na4Si4<...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

גילויים

המחברים מאשרים כי אין להם ניגודי אינטרסים כספיים.

תודות

מחקר זה נתמך על ידי סוכנות המחקר הלאומית הצרפתית (ANR) תחת סרטי סיליקון אקזוטיים אקזוטיים (ANR-22-CE50-0025). המחברים מודים לפלטפורמת XRD של IPCMS ולצוות פלטפורמת C3Fab של ICube.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
אצטוןסיגמא-אלדריץ'32201-2.5L-M
זכוכית אטומה לאווירבהתאמה אישית
איזון אנליטיסארטוריוס1409 001
ציקלוהקסן אנמיתרמו-סיינטיפיק11403087≥ 99% טוהר
גז ארגוןלינדה גאס2890122 2010גודל בקבוק S11 טוהר 99,9999%
עט עם קצה יהלוםאוקספורד אינסטרומנטס סארלT5357
משאבת גלילה יבשהאדוארדסXDS10 
אתנולVWR כימיקלים20821.365
תנור צינור אופקיקרבוליט גרוEST12150B-230SNתנור מתוכנת
מכבש הידראולירונדולידנית, שולחנית, עם פלטות חימום
חומצה הידרופלואורית (HF)VWR כימיקלים20319.29148% HF שיצרו תמיסה בנפח של 10%
סירת סגסוגת אינקונלאנאלאבAR900154 x 18 x 13.3 מ"מ3
איזופרופנולVWR כימיקלים20842.367
נתרן מתכתיתרמו-סיינטיקה כימיקליםL13285.2499% טוהר
צינור קוורץALC קוורץבהתאמה אישיתקוטר חיצוני: 65.5 & 0.3 מ"מ, קוטר פנימי: בין 57 ל-60 מ"מ, אורך: 550 מ"מ
מערכת חריטת RIEקוריאל210IL
חותך להבים מקוטעפאקום844.S9PBרוחב להב 9 מ"מ
וופרת סיליקון (c-Si (001))BT אלקטרוניקהמהמלאי525 ועוד; 25 ומיקרו; M עובי, חד-צדדי מלוטש, N-dopped (P) סיליקון (001)
צינור נירוסטהחוסיטרדבהתאמה אישיתמשמש להרכבה אטומה, חומר SST304
הקספלואוריד גופרית (SF6)אייר ליקווידP0964S05R0A001גודל בקבוק S05 טוהר 99,9990%
חוט טנטלום (Ta)תרמו-סיינטיקה כימיקלים10349.G9קוטר 0.5 מ"מ, טוהר 99.95%, 25 מטר בסך הכל
משאבת טורבואדוארדסEXT255H

מקורות

  1. Akinwande, D., et al. Graphene and two-dimensional materials for silicon technology. Nature. 573 (7775), 507-518 (2019).
  2. Luo, W., Ma, Y., Gong, X., Xiang, H. Prediction of silicon-based layered structures for optoelectronic applications. J Am Chem Soc. 136 (45), 15992-15997 (2014).
  3. Huang, H., Du, W., Deng, H., Xiang, H. Aging-resistant, high-strength, reprocessable, and recyclable silicones through dynamic thiol-maleimide chemistry. Ind Eng Chem Res. 63 (35), 15373-15382 (2024).
  4. Liu, Y., et al. Advancements in low-density crystalline silicon allotropes. Appl Phys Lett. 126 (9), 090501(2025).
  5. Matsunami, H. Fundamental research on semiconductor SiC and its applications to power electronics. Proc Jpn Acad Ser B Phys Biol Sci. 96 (7), 235-254 (2020).
  6. Oh, Y. J., Lee, I. H., Kim, S., Lee, J., Chang, K. J. Dipole-allowed direct band gap silicon superlattices. Sci Rep. 5, 18086(2015).
  7. Battaglia, C., Cuevas, A., Wolf, S. D. High-efficiency crystalline silicon solar cells: status and perspectives. Energy Environ Sci. 9 (5), 1552-1576 (2016).
  8. Bi, Y., Xu, E., Strobel, T. A., Li, T. Formation of inclusion type silicon phases induced by inert gases. Commun Chem. 1 (1), 15(2018).
  9. Beekman, M., Wei, K., Nolas, G. S. Clathrates and beyond: low-density allotropy in crystalline silicon. Appl Phys Rev. 3 (4), 040804(2016).
  10. Vollondat, R., et al. Synthesis and characterization of silicon clathrates of type I Na8Si46 and type II NaxSi136 by thermal decomposition. J Alloys Compd. 903, 163967(2022).
  11. Smelyansky, V. I., Tse, J. S. The electronic structure of metallo-silicon clathrates NaxSi136 ( = 0, 4, 8, 16 and 24). Chem Phys Lett. 264 (5), 459-465 (1997).
  12. Yamanaka, S., Komatsu, M., Tanaka, M., Sawa, H., Inumaru, K. High-pressure synthesis and structural characterization of the type II clathrate compound Na30.5Si136 encapsulating two sodium atoms in the same silicon polyhedral cages. J Am Chem Soc. 136 (21), 7717-7725 (2014).
  13. Kanatzidis, M. G., Pöttgen, R., Jeitschko, W. The metal flux: A preparative tool for the exploration of intermetallic compounds. Angew Chem Int Ed Engl. 44 (43), 6996-7023 (2005).
  14. Liang, Y., et al. Synthesis of the clathrate-I phase Ba8−xSi46 redox reactions. Inorg Chem. 50 (10), 4523-4528 (2011).
  15. Stefanoski, S., Beekman, M., WongNg, W., Zavalij, P., Nolas, G. S. Simple approach for selective crystal growth of intermetallic clathrates. Chem Mater. 23 (6), 1491-1495 (2011).
  16. Stefanoski, S., Martin, J., Nolas, G. S. Low temperature transport properties and heat capacity of single-crystal Na8Si46. J Phys Condens Matter. 22 (48), 485404(2010).
  17. Beekman, M. Intrinsic electrical and thermal properties from single crystals of Na24Si136. Phys Rev Lett. 104 (1), 018301(2010).
  18. Fix, T., et al. Silicon clathrate films for photovoltaic applications. J Phys Chem C. 124 (28), 14972-14977 (2020).
  19. Bharwal, A. K., et al. Enhancing morphological and optoelectronic properties of silicon clathrate films through thermal press annealing and SF6 treatment. ACS Appl Energy Mater. 8 (3), 1752-1758 (2025).
  20. Kumar, R., et al. Synthesis and characterization of type II Ge-Si clathrate films for optoelectronic applications. Mater. 17 (2), 504(2024).
  21. Liu, Y., et al. Synthesis and characterization of type II silicon clathrate films with low Na concentration. Appl Phys Rev. 8 (4), 041408(2021).
  22. Martinez, A. D., et al. Synthesis of Group IV clathrates for photovoltaics. IEEE J Photovoltaics. 3 (4), 1305-1310 (2013).
  23. Beekman, M., et al. Framework contraction in Na-stuffed Si(cF136). Inorg Chem. 49 (12), 5338-5340 (2010).
  24. Bharwal, A. K., et al. Influence of sodium concentration on the optoelectronic properties of silicon clathrate films. ACS Appl Energy Mater. 7 (19), 8554-8561 (2024).
  25. Kume, T., et al. NaSi and Si clathrate prepared on Si substrate. Phys Status Solidi C. 10 (12), 1739-1741 (2013).
  26. Kume, T., Ohashi, F., Nonomura, S. Group IV clathrates for photovoltaic applications. Jpn J Appl Phys. 56 (5S1), 05DA05(2017).
  27. Ma, X., et al. A versatile low temperature synthetic route to Zintl phase precursors: Na4Si4, Na4Ge4 and K4Ge4 as examples. Dalton Trans. 46, 10250-10255 (2009).
  28. Vollondat, R., et al. Tunability of silicon clathrate film properties by controlled guest-occupation of their cages. J Chem Phys. 158 (16), 164709(2023).
  29. Kishimoto, K., Koda, S., Akai, K., Koyanagi, T. Thermoelectric properties of sintered type-II clathrates (K, Ba)24(Ga, Sn)136 with various carrier concentrations. J Appl Phys. 118 (12), 125103(2015).
  30. Liu, Y., et al. Formation of type II silicon clathrate with lithium guests through thermal diffusion. Inorg Chem. 62 (18), 6882-6892 (2023).

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

הדפסות חוזרות והרשאות

תגיות

קלתרטים מסוג IIפירוק תרמיתחקיר יוני ריאקטיבידחיסה תרמיתדיפרקציית קרני Xספקטרוסקופיית רמאןמדידת פוטולומינצנציהמיקרוסקופיה אלקטרונית סורקתתכונות אופטואלקטרוניות
ייצור ואופטימיזציה של סרטי סיליקון קלטרט מסוג II
צרו קשר
המליצו לספרייה

פרטיות

תנאי שימוש

מדיניות

זכויות יוצרים © 2026 MyJoVE Corporation. כל הזכויות שמורות.