Синтез наночастиц кремния при электроразрядной модификации микропорошка в этаноле

Наноразмерный кристаллический кремниевый материал с размером частиц в диапазоне 2—5 нм синтезирован путем плазменной обработки промышленного микропорошка кремния, состоящего из субмикронных аморфных сферических частиц со средним размером 250 нм, под действием электрического разряда в этаноле. Свойства полученных наноматериалов изучены с помощью оптической абсорбционной и КР-спектроскопии, а также электронно-микроскопическими методами. Рассмотрена возможность дополнительной лазерно-индуцированной модификации полученных наноструктур. Синтезированный кремнийсодержащий наноматериал прошел тестирование электрохимических характеристик в качестве анодного материала для литий-ионной батареи и показал удельную емкость ~800 мАч/г со стабильной кулоновской эффективностью ~100 % в течение 55 циклов.

1. B. Liang, Y. Liu, Y. Xu. J. Power Sources, 267 (2014) 469—490

2. J. B. Szczech, S. Jin. Energy & Environ. Sci., 4, N 1 (2011) 56—72

3. D. Ma, Z. Cao, A. Hu. Nano-Micro Lett., 6, N 4 (2014) 347—358

4. D. Leblanc, R. Dolbec, A. Guerfi, G. Jiayin, P. Hovington, M. Boulos, K. Zaghib. In: Silicon Nanomaterials Sourcebook: Hybrid Materials, Arrays, Networks, and Devices, 2, 1st ed., CRC Press (2017) 463—484

5. F. Kunze, S. Kuns, M. Spree, T. Hülser, C. Schulz, H. Wiggers, S. M. Schnurre. Powder Technology, 342 (2018) 880—886

6. B. Barwe, F. Riedel, O. E. Cibulka, I. Pelant, J. Benedikt. J. Phys. D: Appl. Phys., 48, N 31 (2015) 314001

7. G. Viera, P. Roca i Cabarrocas, S. Hamma, S. N. Sharma, J. Costa, E. Bertran. MRS Online Proceedings Library, 467 (1997) 313—318

8. R. W. Collins, A. S. Ferlauto. Current Opinion in Solid State and Mater. Sci., 6, N 5 (2002) 425—437

9. B. Shi, Y. Zou, G. Xu, C. Tu, C. Jin, F. Sun, Y. Li, H. Li, L. Zhou, Z. Yue. Solid State Ionics, 402 (2023) 116366

10. P. M. Ette, P. B. Bhargav, N. Ahmed, B. Chandra, A. Rayarfrancis, K. Ramesha. Electrochim. Acta, 330 (2020) 135318

11. N.V. Tarasenko, A. V. Butsen, A. A. Nevar, N. N. Tarasenka, E. Stankevičius, P. Gečys, R. Trusovas, E. Daugnoraitė, G. Račiukaitis. Semiconductors, 52, N 16 (2018) 2140—2142

12. W. Zhang, A. Farooq, W. Wang. Mater. and Manufacturing Proc., 31, N 2 (2015) 113—118

13. A. A. Nevar, V. V. Kiris, M. M. Mardanian, M. I. Nedelko, N. V. Tarasenko. High Temperature Material Processes, 20, N 3 (2016) 251—265

14. В. С. Бураков, Н. В. Тарасенко, М. И. Неделько, Е. А. Невар, М. Марданиан, Т. Ф. Григорьева. Физика и химия обработки материалов, 6 (2012) 74—80

15. M. Mardanian, A. A. Nevar, M. I. Nedelko, N. V. Tarasenko. Eur. Phys. J. D, 67, N 10 (2013) 208—213

16. A. Nevar, N. Tarasenka, M. Nedelko, N. Tarasenko. Mater. Today: Proc., 52, Part 2 (2022) 232—238

17. В. С. Бураков, Е. А. Невар, М. И. Неделько, Н. В. Тарасенко. Рос. хим. журн., LVII, № 3-4 (2013) 17—30

18. Y. Li, C. Chen, J.-T. Li, Y. Yang, Z.-M. Lin. Nanoscale Res. Lett., 6 (2011) 454

19. N. G. Semaltianos, S. Logothetidis, W. Perrie, S. Romani, R. J. Potter, S. P. Edwardson, P. French, M. Sharp, G. Dearden, K. G. Watkins. J. Nanopart. Res., 12, N 2 (2010) 573—580 [20] A. M. Gouda, N. K. Allam, M. A. Swillam. RSC Adv., 7 (2017) 26974—29682