Sposób osadzania nanocząstek metalicznych na powierzchni materiałów półprzewodnikowych oraz powierzchnia otrzymana tym sposobem.

Przedmiotem wynalazku jest metoda osadzania mono- i bimetalicznych nanocząstek metali na materiałach półprzewodnikowych, która wykorzystuje synergetyczne działanie promieniowania ultradźwiękowego i ultrafioletowego. Wynalazek obejmuje także powierzchnię pokrytą nanocząstkami, otrzymaną tym sposobem.
Promieniowanie ultradźwiękowe jest uznawane obecnie za jedno z najbardziej użytecznych narzędzi stosowanych w syntezie nanomateriałów. Zapewnia warunki reakcyjne w układach ciekłych, takie jak krótkotrwałe stany niezwykle wysokiego ciśnienia i temperatury, które są nieosiągalne przy stosowaniu tradycyjnych źródeł energii. Istotą promieniowania ultradźwiękowego wykorzystywanego w syntezie materiałów jest proces kawitacji akustycznej.Chemicznym efektem działania ultradźwięków w wodzie jest powstawanie wolnych rodników o właściwościach redukujących i utleniających, •H i •OH. Te silne reduktory i utleniacze są źródłem różnych sonochemicznych reakcji w roztworach wodnych. Sonochemiczna metoda redukcji w roztworach wodnych ma tę przewagę nad tradycyjnymi metodami redukcyjnymi, iż nie wymaga stosowania dodatkowych czynników redukujących. Metoda fotoosadzania polega natomiast na nanoszeniu cząstek metalu z roztworu jego soli na powierzchnię półprzewodnika przy użyciu światła. Proces fotoosadzania obejmuje powstawanie fotoelektronów oraz fotodziur w półprzewodniku w wyniku absorpcji światła o energii fotonu równej lub większej od wartości przerwy energetycznej, redukcję zaadsorbowanych jonów metalu przez elektrony z pasma przewodnictwa oraz utlenianie wody przez dziury z pasma walencyjnego. Pomimo wielu doniesień literaturowych dotyczących metod syntezy nanomateriałów z wykorzystaniem promieniowania ultradźwiękowego lub ultrafioletowego nie są one pozbawione słabych punktów. Zazwyczaj metody te stosowane są albo osobno, albo w kombinacji następczej, co wydłuża czas syntezy. Koniecznym staje się także użycie dodatkowych reduktorów chemicznych
Proponowana przez nas nowa, fizykochemiczna metoda osadzania nanocząstek metalu na powierzchni materiału półprzewodnikowego łączy in situ sonochemię z fotokatalityczną redukcją metalu.Agentami redukującymi są tutaj elektrony generowane w wyniku absorpcji promieniowania ultrafioletowego przez materiał półprzewodnikowy. Działanie ultradźwięków zapewnia głównie dysagregację nanocząstek w roztworze, dobrą wymianę masy między reagentami, a także wspomaga redukcję metalu, np. poprzez generowanie rodników wodorowych w roztworze wodnym.

Mikro- i nanotechnologie, nanoinżynieria elektroniczna, półprzewodniki, fotowoltaika.

- ograniczenie energochłonności
- wprowadzenie nowego produktu/usługi

katalizator, ultradźwięki, energia światła, mono- i bimetaliczne warstwy półprzewodnika, fotoaktywne materiały

Metoda według wynalazku pozwala otrzymać nanocząstki mono- i bimetaliczne o powtarzalnych rozmiarach, dobrze rozdyspergowane na powierzchni półprzewodnika i o sferycznym kształcie, dobrze zmieszany stop metali. Nie wymaga stosowania silnych chemicznie czynników redukujących, opiera się bowiem na synergetycznym efekcie działania dwóch, nieinwazyjnych źródeł energii, ultradźwięków i fotonów, oraz prowadzona jest w krótkim czasie.

- Przemysł chemiczny
- Przemysł materiałowy
- Elektronika, mikroelektronika
- Odnawialne źródła energii
- Środowisko - Ochrona środowiska

- badania na etapie laboratoryjnym

- Twórca jest zainteresowany nawiązaniem współpracy w celu dalszych badań nad wynalazkiem
- Twórca jest zainteresowany wdrożeniem wynalazku
- Twórca wyraża zgodę na udział w Spotkaniu Brokerskim

- instytut naukowo - badawczy, uniwersytet
- ośrodek transferu technologii
- przemysł
- usługi

Dodatkową zaletą tej metody jest możliwość projektowania materiałów o różnych kombinacjach metali i nośników, w zależności od potrzeb projektującego i przeznaczenia materiału.