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Growth of bulk functionalized silicon nanowires: importance of the gaseous phase

Authors :
Keller, Caroline
Lapertot, Gerard
Bayle, Pierre-Alain
Reiss, Peter
Haon, Cédric
Chenevier, Pascale
Synthèse, Structure et Propriétés de Matériaux Fonctionnels (STEP)
SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SYMMES)
Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG)
Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
Instrumentation, Material and Correlated Electrons Physics (IMAPEC)
PHotonique, ELectronique et Ingénierie QuantiqueS (PHELIQS)
Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG)
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Magnetic Resonance (RM )
Modélisation et Exploration des Matériaux (MEM)
Département de l'électricité et de l'hydrogène dans les transports (DEHT)
Laboratoire d'Innovation pour les Technologies des Energies Nouvelles et les nanomatériaux (LITEN)
Institut National de L'Energie Solaire (INES)
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Société Chimique de France
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Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG)
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Chenevier, Pascale
Source :
Chemistry and Life Symposium-Congress SCF18, Chemistry and Life Symposium-Congress SCF18, Jul 2018, Montpellier, France., www.scf18.fr, Chemistry and Life Symposium-Congress SCF18, Jul 2018, Montpellier, France
Publication Year :
2018
Publisher :
HAL CCSD, 2018.

Abstract

International audience; Silicon nanowires (SiNWs) have remarkable properties allowing new applications. Forexample, Li-ion batteries performances can be significantly improved[1]. It is therefore interesting toproduce them in an easy and quantitative way, and our team recently patented a new innovative growthprocess in this way. It allows high yield and bulk production of SiNWs, thanks to a non-dangerousorganosilane precursor, a gold nanoparticle catalyst, and a sacrificial support in NaCl[2]. The assynthetized SiNWs are surface functionalized, which is very useful for making SiNWs/carboncomposites. With this new process, the SiNWs diameter is always close to 10 nm with a sharpdistribution; the reason is not clear. In the present work we focus on the reaction mechanism, with theaim to understand the size limitation and the way the functionalization is happening. Electronicmicroscopy on SiNWs after a short reaction time revealed that 2 distinct populations of SiNWs withdifferent diameters (6nm and 10nm) are formed separately at different reaction times. Also, by usingNMR spectroscopy and a scavenger, we show that silylenes are part of the process as reactionintermediates. The gaseous phase plays for sure a key role in the mechanism, and the understandingof the steps occurring there is fundamental for the tunability of the SiNWs.1. Chan C.K., Peng H., Liu G. McIlwrath K., Zhang X.F., Huggins R.A. and Cui Y., Nature Nano., 2008, 3, 31-342. Chenevier P., Reiss P., Burchak O., Method for Producing Silicon Nanowires, FR3022234 (A1), 2015

Details

Language :
English
Database :
OpenAIRE
Journal :
Chemistry and Life Symposium-Congress SCF18, Chemistry and Life Symposium-Congress SCF18, Jul 2018, Montpellier, France., www.scf18.fr, Chemistry and Life Symposium-Congress SCF18, Jul 2018, Montpellier, France
Accession number :
edsair.dedup.wf.001..662e77df45ad9138edd572fad5761dd9