Sciencemag.cz
Doporučujeme
Křemík se obvykle vyrábí z křemene redukcí uhlíkem, v obloukové peci a za vysoké teploty (asi 1 700 °C). Následují pak další úpravy dle toho, zda vyžadujeme křemík monokrystalický, nebo nakolik potřebujeme materiál čistý. Pro použití v elektronice bývají nároky na vlastnosti křemíku a tedy i na jeho další úpravy obvykle dost vysoké.
Nicméně pokud zůstaneme u první fáze, zde bychom ušetřili, pokud by bylo možné proces realizovat za nižší teploty. A právě takový postup navrhli chemici z australské Curtin University (hlavní autoři studie Song Zhang a Simone Ciampi). Energie potřebná k rozložení oxidu křemičitého se v tomto případě dodá elektrochemicky. Nařezané kousky krystalů křemene byly ponořeny do vodného elektrolytu a zde se z nich dařilo odebírat elektrony a postupně vytvářet větší a větší ostrůvky křemíku. Ponořit do roztoku jen tak kámen by ovšem nefungovalo, protože oxid křemičitý není vodivý, takže k redukci dojde maximálně na povrchu.
Popsané reakce je vratná. Pokud by se ji nějak podařilo převést do průmyslového měřítka, vyšla by takto výroba křemíku z hlediska spotřeby energie podstatně efektivněji. Navíc by se postup dal ladit tak, aby výsledkem byl křemík s lepšími parametry, takže by pro použití v polovodičovém průmyslu už materiál nevyžadoval tolik dalších úprav.
Song Zhang et al. Common Background Signals in Voltammograms of Crystalline Silicon Electrodes are Reversible Silica–Silicon Redox Chemistry at Highly Conductive Surface Sites, Journal of the American Chemical Society (2020). DOI: 10.1021/jacs.0c10713
Zdroj: Curtin University / Phys.org a další
