Wissenschaftliches Netzwerk "Silane"

• Applicant: Professor Dr. Bernhard Hidding
• Subject Area: Synthesis and Properties of Functional Materials
• Term: from 2010 to 2013
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 185816099

Es wird ein wissenschaftliches Netzwerk im Bereich der Natur- und Ingenieurwissenschaften zum fachübergreifenden Forschungsgebiet "Silane" für eine Förderungsdauer von zwei Jahren neu beantragt. Silane, Siliziumwasserstoffe der chemischen Zusammensetzung SinH2n+2, sind die Verwandten der Alkane und haben ein breit gefächertes Anwendungspotential. Monosilan SiH4 wird heute bereits im multi-Kilotonnen-Maßstab pro Jahr hergestellt und ist einer der wichtigsten Ausgangsstoffe für die Produktion von Reinstsilizium unter anderem für die Photovoltaik, wird aber auch in der Luft- und Raumfahrt als Treibstoffzusatz verwendet. Statt des gasförmigen Monosilans rücken in letzter Zeit weltweit verstärkt langkettigere, flüssige Silane in den Blickpunkt der Forschung. Aufgrund ihrer höheren Dichte, aufgrund des bereits vorhandenen Grundgerüsts aus Si-Si-Bindungen und aufgrund ihrer substantiell höheren Bildungsenthalpie im Vergleich zu Monosilan wurden für diese Siliziumwasserstoffe ebenfalls hochgradig interessante Anwendungsmöglichkeiten identifiziert. Unter anderem wurde gezeigt, dass mit flüssigen Silanen wie dem cyclo-Pentasilan Si5H10 auf sehr elegante Weise dünne, großflächige Halbleiterschichten hergestellt werden können ("spray-on silicon"). Ferner kommen flüssige Silane als hochenergetische, reaktionsbeschleunigende Treibstoffadditive in Frage. Mit Ausnahme des Trisilans Si3H8 sind jedoch heute flüssige Silane nicht kommerziell auf dem freien Markt verfügbar, da die meisten bekannten Syntheseverfahren bislang nur mit geringer Effizienz durchzuführen sind.Innerhalb des vorgeschlagenen Netzwerks sollen daher die beteiligten ForscherInnen in enger Absprache Herstellungsmethoden, Stoffeigenschaften und sich daraus ergebende Anwendungen untersuchen und bewerten. In eigenen, bisher nicht von der DFG geförderten Vorarbeiten wurden von den Beteiligten sowohl im Bereich der Herstellungsverfahren, als auch im Bereich der Anwendung als Ausgangsstoff zur Bildung von halbleitenden Si-Schichten und als Treibstoffadditive bereits wichtige Forschungsresultate erarbeitet. Erkenntnisse und erworbenes Know-how sollen so weit wie möglich im Rahmen des Netzwerks ausgetauscht werden. Auf dieser Basis soll dann ein Bericht mit der Bewertung des Potentials flüssiger Silane und der Machbarkeit von hochskalierter Synthese auf verschiedenen Routen erstellt werden. In Deutschland gibt es bisher keine mit dem vorgeschlagenen Netzwerk vergleichbare Organisationsstruktur, die sich der Thematik annimmt. Diese Lücke soll durch das vorgeschlagene Projekt geschlossen werden. Es besteht ausdrücklich die Möglichkeit, dass aus dem Netzwerk ein größerer Förderantrag hervorgeht.

• DFG Programme: Scientific Networks
• Participating Person: Xiaomin Zhu, Ph.D.