ФГБУН Институт высокотемпературной электрохимии Уральского отделения РАН, г. Екатеринбург, Россия:

Зайков Ю. П., проф., директор, эл. почта: dir@ihte.uran.ru

Исаков А. В., мл. науч. сотр.

Аписаров А. П., науч. сотр.

Чемезов О. В., ст. науч. сотр.

Исследовано электролитическое осаждение кремния из расплавов KF – KCl – K₂SiF₆ и KF – KCl – K₂SiF₆ – SiO₂. Реализован процесс получения кремния электролизом в лабораторном масштабе с высоким катодным выходом по току (до 93 %). Состав и структура полученных осадков изучены при помощи сканирующей электронной микроскопии, рентгенофазового и рентгеноструктурного анализов. Представлены результаты электролиза расплавов KF – KCl – K₂SiF₆ и KF – KCl – K₂SiF₆ – SiO₂. Сплошные слои и нанонити кремния были получены электролизом галогенидных и оксидно-галогенидных расплавов. Анализ данных электронной микроскопии и рентгенофазового анализа позволил установить влияние кислорода на структуру катодного кремния. Установлено, что добавка диоксида кремния в расплав KF – KCl – K₂SiF₆ приводит к уменьшению среднего размера зерен.

Исследование выполнено при финансовой поддержке проекта президиума РАН 2012–2014 гг. «Разработка электролитического метода получения солнечного кремния из расплавов солей и создание новых материалов на его основе» (Проект № 12-П-3-1039).

1. Немчинова Н. В., Клёц В. Э. Кремний: свойства, получение, применение. — Иркутск : Изд-во ИрГТУ, 2008. — 272 с.
2. Герасименко Н. Н., Пархоменко Ю. Н. Кремний — материал наноэлектроники. — М. : Техносфера, 2007. — 352 с.
3. Candace K. Chan, Peng H., Liu G., Mc Ilwrath K., Zhang X. F., Huggins R. A., Cui Y. High-performance lithium battery anodes using silicon nanowires // Nature Nanotechnology. 2008. № 3. P. 31–35.
4. Stelzner Th., Pietsch M., Andra G., Falk F., Ose E., Christiansen S. Silicon nanowires-based solar cells // Ibid. 2008. Vol. 19. P. 203–295.
5. O’Mara W. C., Herring R. B., Hunt I. P. Handbook of semiconductor silicon technology. — New Jersey : Noyes Publications, 1990. — 795 p.
6. Гиваргизов Е. И. Рост нитевидных и пластинчатых кристаллов из пара. — М. : Наука, 1977. — 304 c.
7. Пат. 2427526 РФ. Способ получения нано- и микроволокон кремния электролизом диоксида кремния из расплавов солей / Чемезов О. В., Батухтин В. П., Аписаров А. П., Исаков А. В., Зайков Ю. П. ; заявл. 01.06.2012 ; опубл. 27.08.2011.
8. Zaikov Yu. P., Redkin A. A., Apisarov A. A., Korzun I. V., Kulik N. P., Isakov A. V., Kataev A. A., Chemezov O. V. Silica solubility in molten fluoride-chloride electrolytes and density of KF – KCl – K₂SiF₆ – SiO₂ melts // Journal of chemical and engineering data. 2013. Vol. 58(4). P. 932–937.
9. Фроленко Д. Б., Мартемьянова З. С., Валеев З. И., Барабошкин А. Н. Структура осадков кремния, полученных электролизом фторидно-хлоридного расплава // Электрохимия. 1992. Т. 28, № 12. C. 1737–1745.
10. Фроленко Д. Б., Мартемьянова З. С., Барабошкин А. Н., Плаксин С. В. Электроосаждение кремния из фторидно-хлоридных расплавов // Расплавы. 1993. № 5. C. 42–49.