Российские учёные создали перспективные катализаторы для микроэлектроники. В основе разработки — новый метод прямого синтеза диоксида кремния.
Разработка учёных из НИИ химии Университета Лобачевского, Института металлорганической химии РАН им. Г.А. Разуваева, Российского химико-технологического университета (РХТУ) им. Д.И. Менделеева позволяет создавать высокоэффективные катализаторы для синтеза ключевого компонента современной микроэлектроники — моносилана — предшественника полупроводникового «электронного» кремния.
Пористые сорбенты на основе диоксида кремния российские химики впервые получили методом прямого, непрерывного и высокопроизводительного синтеза — индукционной потоковой левитации.
Индукционная левитация кремния достигалась путем двухступенчатого нагрева: на первой ступени увеличивалась проводимость кремния, затем он переводился в состояние левитации и расплава в противоточном индукторе.
«Разработка позволяет создавать поток атомарного пара из объёмного образца кремния — с последующей конденсацией и окислением в атмосфере кислорода и образованием наночастиц. На основе полученного диоксида кремния удалось получить катализаторы с высокой каталитической активностью в реакции диспропорционирования трихлорсилана, в результате которой образуется моносилан, а далее поли- и монокристаллический кремний — высокочистые и дорогостоящие компоненты современной микроэлектроники», — сообщил один из авторов проекта, заведующий лабораторией инженерной химии НИИ химии ННГУ им. Н. И. Лобачевского Андрей Воротынцев.
Разработанный метод позволяет получать наносферический и наноструктурированный диоксид кремния (кремнезём) производительностью до 100 г/ч в непрерывном бесконтактном режиме, значительно превосходя ранее известные способы синтеза кремнезёмов.
Такие типы кремнезёмов являются перспективным носителями активных центров катализаторов с высокой удельной площадью поверхности и возможностью придания им формы для применения в промышленных процессах.
Авторы отмечают, что ранее кремний считался неподходящим объектом для индукционной левитации, теперь же, научившись так работать с кремнием, они видят перспективы использования этого метода для работы с бором, селеном, германием, сурьмой, теллуром и для синтеза на их основе функциональных наночастиц и бинарных полупроводниковых структур.
Статья с результатами исследования опубликована в журнале Materials Today Chemistry.
