C - Chemistry – Metallurgy – 01 – B
Patent
C - Chemistry, Metallurgy
01
B
C01B 33/02 (2006.01) C25B 1/00 (2006.01) G01J 1/04 (2006.01)
Patent
CA 2461974
A family of discrete and uniformly sized silicon nanoparticles, including 1 (blue emitting), 1.67 (green emitting), 2.15 (yellow emitting), 2.9 (red emitting) and 3.7 nm (infrared emitting) nanoparticles, and a method that produces the family. The nanoparticles produced by the method of the invention are highly uniform in size. A very small percentage of significantly larger particles are produced, and such larger particles are easily filtered out. The method for producing the silicon nanoparticles of the invention utilizes a gradual advancing electrochemical etch of bulk silicon, e.g., a silicon wafer (10). The etch is conducted with use of an appropriate intermediate or low etch current density. An optimal current density for producing the family is ~ 10 milli Ampere per square centimeter (10mA/cm2). Higher current density favors l nm particles, and lower the larger particles. Blue (1 nm) particles, if any appreciable quantity exist depending on the selected current density, may be removed by, for example, shaking or ultrasound. After the etch, the pulverized wafer is immersed in dilute HF for a short time, while the particles are still connected to the wafer to weaken the linkages between the larger particles. This may be followed by separation of nanoparticles from the surface of the silicon. Once separated, various methods may be employed to form plural nanoparticles into crystals, films and other desirable forms. The nanoparticles may also be coated or doped. The invention produces the family of a discrete set of sized particles and not a continuous size distribution. Particles may be isolated from the family, i.e., it is possible to produce any one of the sizes of particles from the family after the basic method steps have been executed to produce the family of particles.
La présente invention concerne une famille de nanoparticules de silicium calibrées de façon discrète et uniforme, de 1 nm pour le bleu, de 1,67 nm pour le vert, de 2,15 nm pour le vert, de 2,9 nm pour le rouge, et de 3,7 nm pour l'infrarouge. L'invention concerne également le procédé de production de cette famille. Les nanoparticules produites selon le procédé de l'invention sont d'un calibre hautement uniforme. La production laisse passer une très petite proportion de particules notablement plus grandes qui s'éliminent facilement par filtrage. La production des nanoparticules de silicium selon l'invention se fait par attache progressive d'une masse de silicium, notamment d'une plaque de silicium. Cette attaque nécessite un courant de densité intermédiaire ou basse selon le cas. La densité de courant optimale pour la production est d'environ 10mA/cm?2¿. La densité de courant supérieure favorise les particules de 1 nm, la densité inférieure favorisant les plus grosses particules. Les particules bleues de 1 nm, lorsqu'elles sont présentes en quantité suffisante, se retirent par secouage ou ultrasons. Après l'attaque chimique, la plaque pulvérisée est immergée brièvement dans un diluat HF, les particules restant reliées à la plaque de façon à affaiblir les liaisons entre les plus grosses particules. Il peut s'ensuivre une séparation de nanoparticules de la surface du silicium. Après la séparation, on dispose de divers procédés pour réunir plusieurs nanoparticules en cristaux, en films ou toutes autres formes intéressantes. Ces nanoparticules peuvent également être revêtues ou dopées. L'invention permet ainsi la production d'une famille d'un ensemble discret de particules calibrées, sans distribution continue des calibres. Les particules peuvent être isolées de la famille, c'est-à-dire qu'il est possible de produire n'importe lequel des calibres de particules de la famille une fois que les opérations principales du procédé ont été menées à bien pour produire la famille de particules.
Belomoin Gennadiy
Chaieb Sahraoui
Nayfeh Munir H.
Rao Satish
Therrien Joel
Perley-Robertson Hill & Mcdougall Llp
The Board Of Trustees Of The University Of Illinois
LandOfFree
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Profile ID: LFCA-PAI-O-1938175