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NEW [2016.04.05] 赵仁善教授团队，开发出低费用、高性能的纳米掺杂技术
- 2016-04-07
- 27264
2016-04-05
我校新材料工学系的赵仁善教授（照片）研究团队开发出低费用、高性能的纳米材料掺杂技术。
该研究团队的相关论文作为封面论文刊载于学术期刊‘Advanced Energy Materials’2月18日刊上。此次研究是由赵仁善教授和美国斯坦福大学机械工学系的郑小林(Xiaolin Zheng) 教授、博士后研究员韩贤洙研究团队共同进行的。此次研究是通过未来创造科学部和韩国研究财团的新研究者支援项目进行的。
赵教授团队开发出利用火焰的新纳米材料掺杂技术，并利用此将代表性低价光电极材料氧化铁催化剂材料的太阳能-氢的转换效率提高了两倍以上。所谓掺杂是指在固有半导体内添加不纯物质，从而控制半导体的电和光学性质的技术。
该研究团队使用简单的低温溶液工艺，使纳米棒状的氧化铁在透明电极上成长，在此均匀的涂抹含有钛的掺杂前驱体之后，在高温的火焰中进行急速的热处理。通过此，成功的使高浓度钛在纳米棒不会发生变形或者特性转变的情况下，得到均匀的掺杂和控制。
之后，该研究团队又通过溶液蚀刻工艺去除了惰性膜，并通过辅助催化剂为羟基氧化铁上涂层。通过此过程，氧化铁光电极内部的电荷移动性及表面特性同时得到提高，氧化铁基础光电化学元件的效率也比之前提高了2倍以上。
赵仁善教授表示，“此次开发出的掺杂技术，其工艺非常简单，所需时间也非常短，在数秒到几分钟之间” ，“可以应用于多种无机物半导体光电极材料”。
由此，太阳能电池或电池等能源技术领域的核心，即纳米材料的开发及高性能化基础技术的应用成为可能。
此外，赵教授还表示，“期待此次成果能够为生产高效率低费用氢能源的新一代纳米材料的开发和光电极化学元件设计领域的核心技术开发做出贡献。”
<火焰掺杂工艺图>
（注：本文中出现的所有人名均系音译）