这可以很容易地通过应用500 ℃的高温涂在晶体上而得到,也就是热化学诱导,例如,通过添加氯化锗。通过使用诸如氯化磷等其他氯化物,很容易实现对锗的掺杂。这让研究人员有了一个非常有针对性的的方法来直接调整产生的纳米材料的性能。
为了在锗原子群集形成所需的多孔结构,LMU研究员蒂娜Fattakhova-Rohlfing博士发明了一种方法能够满足这种纳米结构:初始步骤就是把微小的珠子形成三维聚合物模板。
在下一步中,锗原子群集溶液充满珠子之间的缝隙。一旦锗在小珠子的表面形成稳定的原子网络,模板就会被加热。剩下的就是孔隙率极高的纳米薄膜。
展开的的聚合物珠直径为50到200纳米而且形成一个蛋白石结构。暴露在表面的锗“脚手架”作为凹模(一种逆蛋白石结构)而形成。因此,纳米层的微光就像蛋白石一样。
仅多孔锗本身具有的独特的光学和电学性质,就能使许多能源相关的应用可以从中受益,LMU研究员Dr. Dina Fattakhova-Rohlfing说,她曾与Fassler合作,一起开发了这种材料。除此之外,我们可以用各种各样的功能材料填补孔隙。因此创造大量的新材料是很有必要的。
当和高分子材料结合时,多孔锗结构适用于新一代的发展稳定,轻量级的,灵活的太阳能电池,“当你走在路上时,它可以给手机、相机和笔记本电脑充电。”慕尼黑工业大学的功能材料的教授Peter Müller-Buschbaum解释道。
制造商在世界各地寻找轻量级和耐用的材料用于便携式太阳能电池上。到目前为止他们主要利用的是有机物,但极易受到损坏寿命较短。光和热都能导致这些聚合物易于分解和性能降低。纤薄而且耐用的锗混合层提是一个不错的选择。
接下来,研究人员想要使用这项新技术制造多孔硅层。当前正在被测试的多孔硅层可作为充电电池的阳极。这些有可能取代目前使用的石墨层电池来提高它们的能力。