"Физика и техника полупроводников"
Вышедшие номера
Аноды для литий-ионных аккумуляторов на основе p-Si с самоорганизующимися макропорами
Преображенский Н.Е.1, Астрова Е.В.1, Павлов С.И.1, Воронков В.Б.1, Румянцев А.М.1, Жданов В.В.1
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
Email: npsoft86@gmail.com
Поступила в редакцию: 10 мая 2016 г.
Выставление онлайн: 20 декабря 2016 г.

Практическое применение технологии электрохимического травления монокристаллического кремния для изготовления микроструктурированных анодов сдерживает их себестоимость. Предлагаемый подход позволит сократить издержки за счет: снижения требований к качеству исходного материала путем замены n-Si на p-Si, исключения операций по формированию затравочных центров и многократного использования кремниевой подложки. В работе проведены исследования процесса образования неупорядоченных макропор в p-Si (100) с удельным сопротивлением 10-20 Ом·см в 4%-м растворе плавиковой кислоты в диметилформамиде и определен вклад в него химического растворения кремния. Получены зависимости от плотности тока для скорости анодирования, морфологии пористых слоев, эффективной валентности, числа пор на единицу поверхности и средних значений диаметра пор. Разработана технология формирования пористых слоев толщиной ~50 мкм и пористостью ~70%, сочетающая возможность последовательного отделения нескольких мембран от одной и той же подложки. Исследованы электрохимические характеристики анодов, изготовленных из этих мембран, и проведено 120+ циклов испытаний при токе заряда/разряда 0.2 А/г в режиме ограничения зарядной емкости величиной 1000 мА·ч/г. DOI: 10.21883/FTP.2017.01.8314
  1. M. Ge, X. Fang, J. Rong, C. Zhou. Nanotechnology, 24, 422001 (2013)
  2. N.-Lih Wu. In: Handbook of Porous Silicon, ed. by L. Canham (Switzerland, Springer Intern. Pub., 2014) p. 965
  3. M.J. Armstrong, C. O'Dwyer, W.J. Macklin, J.D. Holmes. Nano Research, 7 (1), 1 (2014)
  4. E. Quiroga-Gonzalez, J. Carstensen, H. Foll. Energies, 6 (10), 5145 (2013)
  5. G.V. Li, A.M. Rumyantsev, V.S. Levitskii, E.V. Beregulin, V.V. Zhdanov, E.I. Terukov, E.V. Astrova. Semicond. Sci. Technol., 31, 014008 (2016)
  6. Е.В. Астрова, Г.В. Ли, А.M. Румянцев, В.В. Жданов. ФТП, 50 (2), 279 (2016)
  7. Е.В. Астрова, А.М. Румянцев, Г.В. Ли, А.В. Нащекин, Д.Ю. Казанцев, Б.Я. Бер, В.В. Жданов. ФТП, 50 (7), 979 (2016)
  8. Г.В. Ли, Е.В. Астрова, А.M. Румянцев, В.Б. Воронков, А.В. Парфеньева, В.А. Толмачев, Т.Л. Кулова, А.М. Скундин. Электрохимия, 51 (10), 1020 (2015)
  9. V. Lehmann. Electrochemistry of Silicon (Weinheim, Wiley-VCH, 2002) p. 200
  10. Е.В. Астрова, Г.В. Ли, А.В. Парфеньева, А.М. Румянцев, В.В. Жданов, С.И. Павлов, В.C. Левицкий, Е.И. Теруков, В.Ю. Давыдов. ЖТФ, 85 (4), 52 (2015)
  11. J.-N. Chazalviel, F. Ozanam. Ordered Porous Nanostructures and Applications, ed. by R.B. Wehrspohn (N. Y., Springer Science + Business Media, Inc., 2005) p. 15
  12. H. Foll, M. Christophersen, J. Carstensen, G. Haase. Mater. Sci. Eng., R39, 93 (2002)
  13. A. Slimani, A. Iratni, H. Henry, M. Plapp, J.-N. Chazalviel, F. Ozanam, N. Gabouze. Nanoscale Research Lett., 9, 585 (2014)
  14. H. Halimaoui. Properties of Porous Silicon, ed. by L. Canham (London, UK, INSPEC, Institute of Electrical Engineers, 1997) p. 18
  15. A. Vyatkin, V. Starkov, V. Tzeitlin, H. Presting, J. Konle, U. Konig. J. Electrochem. Soc., 149, G70 (2002)
  16. S. Lust, C. Levy-Clement. Phys. Status Solidi A, 182, 17 (2000)
  17. F. Harraz, K. Kamada, K. Kobayashi, T. Sakka, Y. Ogata. J. Electrochem. Soc., 152, C213 (2005)
  18. E. Quiroga-Gonzalez, E. Ossei-Wusu, J. Carstensen, H. Foll. J. Electrochem. Soc., 158 (11), E119 (2011)
  19. M. Thakur, R. Pernites, N. Nitta, M. Isaacson, S. Sinsabaugh, M. Wong, L.L. Sibani. Chem. Mater., 24, 2998 (2012)
  20. E. Luais, J. Sakai, S. Desplobain, G. Gautier, F. Tran-Van, F. Ghomouss. J. Power Sources, 242, 166 (2013)
  21. Е.В. Астрова, А.В. Парфеньева, Г.В. Ли, Ю.А. Жарова. ФТП, 49 (4), 561 (2015)
  22. U. Kasavajjula, C. Wang, A. Appleby. J. Power Sources, 163, 1003 (2007)

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.