Electrochemical deposition of silicon and germanium from ionic liquids: interfacial processes, compounds and macroporous structures
Physical Chemistry of Molecules, Liquids and Interfaces, Biophysical Chemistry
Final Report Abstract
In diesem Projekt wurden folgende Schlüsselergebnisse erhalten: 1. Die Grenzfläche IL/Au(111) wird von der IL und von der Konzentration von SiCl 4 beeinflusst. 2. Auf Si(111):H zeigen ILs eine weniger ausgeprägte Schichtbildung als auf Au(111). [EMIm]TFSA scheint sich auf Si zu zersetzen, während [Py 1,4]TFSA stabil ist. Lithiumsalze stören die Schichtbildung massiv. 3. Die Bandlücke von p-dotiertem Si(111):H wird von der IL beeinflusst. Die Messungen und deren Auswertung sind sehr kompliziert, weil sogar Submonolagen an IL die STM-Spitze benetzen können. 4. Auf Gallium modifiziertem Kupfer können kristallines Germanium und kristallines SixGe1-x abgeschieden werden. Im Raman-Spektrum zeigen sich in letzterem Falle Si-Si-, Ge-Ge- und Si-Ge-Bindungen, die Deposite sind daher heterogen. 5. Elektrochemisch abgeschiedenes amorphes Silizium ist für die Zyklisierung mit Lithium kaum geeignet. Sowohl makroporöses Si als auch Si-Nanodrähte werden nach wenigen Zyklen vollständig zerstört, während Germanium unter den gleichen Bedingungen stabil bleibt. 6. Stromlos mit Antimon modifiziertes amorphes Silizium zeigt gegenüber amorphem Silizium eine wesentlich höhere Beständigkeit bei der Zyklisierung mit Lithium, wobei Kapazitäten von 2000 – 1000 mAh/g gemessen werden. 7. Bei einer Temperatur von 160 °C können aus SiBr4 kristallines Silizium und kristallines Li12Si7 aus einer IL, die ein Li-Salz enthält, abgeschieden werden.
Publications
- “Electrodeposited silicon from ionic liquids” in “Silicon Nanomaterials Sourcebook”, ed. by Klaus D. Sattler, CRC Press, ISBN/EAN 9781498763875, p. 309-325
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