Разработка ученых НИИ химии Университета Лобачевского, Института металлорганической химии РАН имени Г. А. Разуваева, Российского химико-технологического университета (РХТУ) имени Д. И. Менделеева позволяет создавать высокоэффективные катализаторы для синтеза ключевого компонента современной микроэлектроники — моносилана — предшественника полупроводникового «электронного» кремния.

Пористые сорбенты на основе диоксида кремния российские химики впервые получили методом прямого, непрерывного и высокопроизводительного синтеза — индукционной потоковой левитации. Индукционная левитация кремния достигалась путем двухступенчатого нагрева: на первой ступени увеличивалась проводимость кремния, затем он переводился в состояние левитации и расплава в противоточном индукторе.

«Разработка позволяет создавать поток атомарного пара из объемного образца кремния, с последующей конденсацией и окислением в атмосфере кислорода, и образованием наночастиц. На основе полученного диоксида кремния удалось получить катализаторы с высокой каталитической активностью в реакции диспропорционирования трихлорсилана, в результате которой образуется моносилан, а далее поли- и монокристаллический кремний — высокочистые и дорогостоящие компоненты современной микроэлектроники», — сообщил один из авторов проекта, заведующий лабораторией инженерной химии НИИ химии ННГУ имени Н. И. Лобачевского Андрей Воротынцев.

Двуступенчатый нагрев кремния / ©Пресс-служба ННГУ

Разработанный метод позволяет получать наносферический и наноструктурированный диоксид кремния (кремнезем) производительностью до 100 г/ч в непрерывном бесконтактном режиме, значительно превосходя ранее известные способы синтеза кремнеземов. Такие типы кремнеземов — перспективный носитель активных центров катализаторов с высокой удельной площадью поверхности и возможностью придания им формы для применения в промышленных процессах.

Полученные в левитации наносферические частицы кремния / ©Пресс-служба ННГУ

Статья с результатами исследования опубликована в журнале Materials Today Chemistry. Разработка проводилась в рамках гранта Российского научного фонда (РФН), финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации в рамках научного проекта «Лаборатория ионных материалов», а также Программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030» ННГУ имени Н. И. Лобачевского.