SILICON/GERMANIUM NANOPARTICLE INKS, LASER PYROLYSIS REACTORS FOR SYNTHESIS OF NANOPARTICLES, AND ASSOCIATED METHODS

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide laser pyrolysis reactor designs and corresponding reactant inlet nozzles to enable desirable particle quenching that is particularly suitable for synthesis of elemental silicon particles.SOLUTION: Specifically, the nozzles can have a design to encourage nucleation and quenching with inert gas based on a significant flow of inert gas surrounding a reactant precursor flow and with a large inert entrainment flow effectively surrounding the reactant precursor flow and a quench gas flow. Improved silicon nanoparticle inks are described that have silicon nanoparticles without any surface modification with organic compounds. Silicon ink properties can be engineered for particular printing applications, such as inkjet printing, gravure printing or screen printing. Appropriate processing methods are described to provide flexibility for ink designs without surface-modifying the silicon nanoparticles.SELECTED DRAWING: Figure 20 【課題】元素シリコン粒子の合成に特に適した所望の粒子クエンチングを可能にするためのレーザー熱分解反応器設計、及び相応の反応物質入口ノズルが記載されている。【解決手段】具体的には、ノズルは、反応物質前駆体流を取り囲む実質的な不活性ガス流に基づく不活性ガスを用いて、そして反応物質前駆体流及びクエンチ・ガス流を事実上取り囲む大型不活性エントレインメント流を用いて、核形成及びクエンチングを促進するための設計を有することができる。有機化合物による表面改質を施されていないシリコン・ナノ粒子を有する改善されたシリコン・ナノ粒子インクが記載されている。シリコン・インク特性は、特定の印刷用途、例えばインクジェット印刷、グラビア印刷、又はスクリーン印刷に合わせて設計することができる。シリコン・ナノ粒子を表面改質することなしに、インク設計のためのフレキシビリティを提供する好適な処理方法が記載されている。【選択図】図２０