Väteterminerad kiselyta

Väteterminerad kiselyta är ett kemiskt passiverat kiselsubstrat där ytans Si-atomer är bundna till väte. De väteterminerade ytorna är hydrofoba, självlysande och mottagliga för kemisk modifiering. Väteterminerat kisel är en mellanprodukt i tillväxten av bulkkisel från silan :

  SiH4 → Si _{+ 2} H2

Förberedelse

Idealiserad bild av Si-ytan före (överst) och efter (botten) behandling med HF. Partiellt oxiderat Si visas i rött, bulk Si i blått.

Kiselwafers behandlas med lösningar av fluorvätesyra av elektronisk kvalitet i vatten, buffrat vatten eller alkohol. En av de relevanta reaktionerna är helt enkelt borttagning av kiseloxider:

SiO2 + 4 HF → _SiF4 + _{2 H2O}

Nyckelreaktionen är emellertid bildningen av den funktionella hydrosilangruppen .

Atomic Force Microscope (AFM) har använts för att manipulera väteterminerade kiselytor.

Egenskaper

Idealiserad struktur av alkentillsats till väteterminerat kisel.

Väteterminering tar bort hängande bindningar . Alla Si-atomer på ytan är tetraedriska. Vätgasavslutning ger stabilitet i omgivande miljöer. Så återigen är ytan både ren (från oxider) och relativt inert . Dessa material kan hanteras i luft utan särskild vård i flera minuter.

Si-H-bindningen är faktiskt starkare än Si-Si-bindningarna. Två typer av Si-H-centra föreslås, båda med terminala Si-H-bindningar. En typ av plats har en Si-H-bindning. Den andra typen av webbplats har SiH ₂ -center.

Liksom organiska hydrosilaner reagerar H-Si-grupperna på ytan med terminala alkener och diazogrupper . Reaktionen kallas hydrosilylering . Många typer av organiska föreningar med olika funktioner kan införas på kiselytan genom hydrosilylering av en väteterminerad yta. Det infraröda spektrumet av väteterminerat kisel visar ett band nära 2090 cm ⁻¹ , inte mycket olikt νSi-H för organiska hydrosilaner.

Potentiella applikationer

En grupp föreslog att använda materialet för att skapa digitala kretsar gjorda av kvantprickar genom att ta bort väteatomer från kiselytan.

Se även

• Silanisering av kisel och glimmer

externa länkar

• UAlbertaScience (2016-10-31), Less is more för tillverkning i atomskala , arkiverad från originalet 2021-12-13 , hämtad 2017-02-22
• UAlbertaScience (2017-02-13), Mönster och avbildning av elektroniska kretsar på atomnivå , arkiverad från originalet 2021-12-13 , hämtad 2017-02-22