Amorphes alpha-Silicium in kristallines Silicium umwand

[Mert]

Hallo,

ich habe erfolgreich vor ca. 3 Wochen in der Schule als einzelner Silicium durch die Reduktion von Siliciumdioxid (Quarzsand) mit Magnesiumgranulat gemacht, wie es auf Lambdasyn ( hier gemacht.
Ich habe in der Schule wie nach der Vorschrift 37% Salzsäure auf 4 molare Salzsäure verdünnt.
Als ich das in der Schule dann gemacht habe, war das Silicium immer noch nicht kristallin, sondern eher braun. Es existierten nur ganz wenige Siliciumkristalle.

Ich durfte es nach Hause mitnehmen. Ich habe versucht, es nochmal mit 37% Salzsäure zu Hause zu reinigen, da ich zunächst dachte, das braune wären die Verunreinigungen.
Ich habe es 10 min stehen lassen, allerdings änderte sich nichts. Ich habe es nochmal ausfiltriert und in der Sonne trocknen lassen. Nun steht das grad im Schraubdeckelglas drin.
Gibt es denn vielleicht eine Methode, daraus die kristalline Modifikation herzustellen?

MfG

Mert

[Newclears]

Jepp, die gibts. Seeeehr lange warten so ein paar tausend Jahre. Oder mal drüber nachdenken wie man am cleversten PeeTee Bedingungen so verändert, dass man Kristallines Si bekommt.
Ansonsten lässt sich da auch schon was über die Modifikation des Ansatzes bewerkstelligen.
Bücher sind da ein ganz guter Tip. Stichwort "Bukatsch"
Als LöMi kannste meines wissens nach flüssiges Aluminium verwenden um eine klassische Umkristallisation zu erreichen.
Es geht auch einfacher bei dem Versuch aber das liebe Kinder verraten wir Euch erst in der letzten Folge...

[Mert]

Hi,

echt, dauert das wirklich so lange?

Eigentlich müsste doch aber dann, wenn man mit Aluminium anstatt Magnesium reduziert, kristallines Silicium rauskommen, weil in der Industrie wird doch auch das so gemacht, oder?
Sonst könnt ich das mal so mit Aluminium probieren ...

Trotzdem vielen Dank

MfG

Mert

[Caesiumhydroxid]

Fällt industrielles Silicium kristallin an?

Soweit ich weiß, wird in der Industrie das Silicium z. B. für die Halbleiterherstellung geschmolzen, anschließend werden Einkristalle (siehe Siliciumthread, da habe ich ein Foto gepostet) gezüchtet.

[frankie]

Mir persönlich ist noch nie zu Ohren gekommen, dass bei einer thermochemischen Reaktion perfekt kristalline Substanzen, vielleicht sogar als Einkristalle, entstanden wären...
Silicium stellt man durch Chlorierung von Rohsilicium zu SiCl₄ dar, welches dann destillativ gereinigt und zu reinem Si umgesetzt wird. Das Zonenschmelzverfahren gibt es auch noch, ob es hier angewandt wird weiß ich aber nicht.

mfg

[Caesiumhydroxid]

Mir persönlich ist noch nie zu Ohren gekommen, dass bei einer thermochemischen Reaktion perfekt kristalline Substanzen, vielleicht sogar als Einkristalle, entstanden wären...

Ich bezog das auf das nachfolgende Schmelzen des Siliciums und des anschließenden Züchtens von großen Einkristallen zur Waferproduktion.

[Mert]

Hi,

also, ich habe gehört, das so vergegangen wird:

Siliciumdioxid wird entweder mit Aluminium oder Kohlenstoff zu Silicium reduziert. Das noch verunreinigte Silicium wird dann bei 300°C im Wirbelschichtreaktor (so heißt das glaub ich) mit Chlorwasserstoffgas zu Trichlorsilan verbunden.
Das Trichlorsilan wird dann anschließen bei 1000°C mit Wasserstoff reduziert. Dabei entsteht reines Silicium, dass sich an bereits vorhandenen reinen Siliciumstäben ansetzt.

So weiß ich das aus dem Gedächtnis.

MfG

mert

[Caesiumhydroxid]

So weiß ich das aus dem Gedächtnis.

Nicht eher von Wikipedia? Alles andere würde mich wundern...

[Timmopheus]

Zumindest habe ich es so auf Wikipedia gelesen

[Mert]

Hi,

ja, ich hatte mal gestern bei Wikipedia geguckt. Aber in meinem Schul-Chemiebuch steht das auch drin

[Newclears]

Dazu wird es im Siemens-Verfahren zunächst mit gasförmigem Chlorwasserstoff bei 300–350 °C in einem Wirbelschichtreaktor zu Trichlorsilan (Silicochloroform) umgesetzt.

Siliciumdioxid wird entweder mit Aluminium oder Kohlenstoff zu Silicium reduziert. Das noch verunreinigte Silicium wird dann bei 300°C im Wirbelschichtreaktor (so heißt das glaub ich) mit Chlorwasserstoffgas zu Trichlorsilan verbunden.

Ist zwar kein wörtliches Zitat , hat aber trotzdem mindestens einen Guttenbergkoeffizienten von 0,75...

[ChemistL]

Man kann kristallines Silicium durch eine Thermit Reaktion bestehent aus Siliciumdioxid Aluminiumpulver und Schwefel. Der Schwefel dient dazu um die nötigen Temperaturen zu erreichen durch eine Nebenreaktion mit Aluminium. Hier ist ein schönes Video dazu:
Aber vorsicht: Hier wird viel Schwefelwasserstoff frei!

[Newclears]

Als LöMi kannste meines wissens nach flüssiges Aluminium verwenden um eine klassische Umkristallisation zu erreichen.
Es geht auch einfacher bei dem Versuch aber das liebe Kinder verraten wir Euch erst in der letzten Folge...

...genau das meinte ich