Superficie de silicio terminada en hidrógeno
Superficie de silicio terminada en hidrógeno es un sustrato de silicio pasivado químicamente donde los átomos de Si de la superficie están unidos a hidrógeno. Las superficies terminadas en hidrógeno son hidrófobas, luminiscentes y susceptibles de modificación química. El silicio terminado en hidrógeno es un intermediario en el crecimiento del silicio a granel a partir de silano:
- SiH4 → Si + 2 H2
Preparación
Las obleas de silicio se tratan con soluciones de ácido fluorhídrico de grado electrónico en agua, agua tamponada o alcohol. Una de las reacciones relevantes es simplemente la eliminación de los óxidos de silicio:
- SiO2 + 4 HF → SiF4 + 2 H2O
Sin embargo, la reacción clave es la formación del grupo funcional hidrosilano.
El microscopio de fuerza atómica (AFM) se ha utilizado para manipular superficies de silicio terminadas en hidrógeno.
Propiedades
La terminación con hidrógeno elimina los enlaces colgantes. Todos los átomos de Si de la superficie son tetraédricos. La terminación con hidrógeno confiere estabilidad en ambientes ambientales. De nuevo, la superficie está limpia (de óxidos) y relativamente inerte. Estos materiales pueden manipularse en el aire sin cuidados especiales durante varios minutos.
El enlace Si-H de hecho es más fuerte que los enlaces Si-Si. Se proponen dos tipos de centros Si-H, ambos con enlaces terminales Si-H. Un tipo de sitio tiene un enlace Si-H. El otro tipo de sitio presenta centros de SiH2.
Al igual que los hidrosilanos orgánicos, los grupos H-Si en la superficie reaccionan con alquenos terminales y grupos diazo. La reacción se llama hidrosililación. Se pueden introducir muchos tipos de compuestos orgánicos con diversas funciones en la superficie del silicio mediante la hidrosililación de una superficie terminada en hidrógeno. El espectro infrarrojo del silicio terminado en hidrógeno muestra una banda cercana a 2090 cm−1, no muy diferente de νSi-H para los hidrosilanos orgánicos.
Aplicaciones potenciales
Un grupo propuso utilizar el material para crear circuitos digitales hechos de puntos cuánticos eliminando átomos de hidrógeno de la superficie del silicio.