28 augustus 2017 van 16:15 tot 17:15

Promotie: Synthese van silicium en silicium-germanium nanokristallen in een pulserend plasma

Akshatha Mohan onderzocht de vorming van silicium-germanium nanodeeltjes in een speciaal voor dit doel gebouwde plasmareactor. Zij vond een manier om kwantumdeeltjes van gelijke grootte en daardoor nauwkeurig instelbare eigenschappen te maken. Dit is onder meer interessant voor het verbeteren van het rendement van zonnecellen.

Het miniaturiseren van silicium van bulk- naar nanometerdimensies opent een wereld van mogelijkheden omdat hierdoor de optische en elektrische eigenschappen over een groot bereik kunnen worden ingesteld. Zo hebben nanokristallen van silicium een betere opslagcapaciteit voor lading, wat bijvoorbeeld interessant is voor lithium-ion batterijen. Ook zijn ze niet giftig, een belangrijke eis voor bijvoorbeeld toepassing in biomarkers.

Voor nanokristallen bestaande uit silicium-germanium legeringen is het mogelijk de eigenschappen over een nóg groter bereik aan te passen, door het kiezen van de juiste verhouding van silicium en germanium in de legering. Ook biedt het legeren de mogelijkheid de grootte van de deeltjes in te stellen.

Akshatha Mohan onderzocht de vorming van deze nanodeeltjes in een speciaal voor dit doel gebouwde plasmareactor.  In een plasma, ofwel glimontlading, ontstaat door polymerisatie en samenklontering een fijn stof. De kunst is om de stofvorming op gecontroleerde wijze te laten plaatsvinden door de ontlading periodiek aan en uit te zetten, met andere woorden, door het plasma te pulseren.

Het onderzoek van Mohan wijst uit dat de tijdsduur waarin het plasma uitgeschakeld is minstens zo belangrijk is als de periode van groei tijdens de aanwezigheid van plasma. Ook het creëren van gebiedjes waarin lokaal hoge plasma-intensiteit heerst, door middel van een speciaal ontworpen plasma-elektrode, helpt hierbij.

Hierdoor is het Mohan gelukt kwantumdeeltjes te fabriceren die allemaal even groot zijn, zodat nauwkeurig instelbare halfgeleidereigenschappen mogelijk zijn. Dit is onder meer interessant voor de toepassing van nanokristallen in tandemzonnecellen, waarmee een nuttiger gebruik van een groter deel van het zonnespectrum mogelijk is.

Begindatum en -tijd
28 augustus 2017 16:15
Einddatum en -tijd
28 augustus 2017 17:15
Promovendus
Mw. A. Akshatha Mohan
Proefschrift
Pulsed plasma synthesis of Si and SiGe nanocrystals
Promotor(es)
prof. dr. R.E.I. Schroppprof. dr. J.K. Rath