Estudio de la cinética de penetración de un fluido en silicio poroso nanoestructurado

L. N. ACQUAROLI; R. URTEAGA; R.R. KOROPECKI

Congreso; Reunión Nacional de Física; 2010

Se estudia la cinética de penetración de EtOH en una película delgada de silicio poroso (SP) nanoestructurado. Se realizaron mediciones de espectros de reflectancia en función del tiempo de mojado. La película de SP se preparó por anodizado de una oblea de silicio tipo p, con resistividad de 1-4 mOhm.cm, usando una solución 1:2 de HF (50%) y alcohol etílico. Luego del proceso de ataque electroquímico se separó del sustrato empleando un pulso corto de alta corriente y se transfirió a un sustrato de vidrio. Usando la aproximación de Looyenga-Landau-Lifchitz se ajustó del espectro de reflectancia. Los parámetros de ajuste fueron el espesor y la porosidad de la película. Se obtuvo como resultado una porosidad de 61.4% y un espesor de 7.22 micrómetros. Se obtuvieron los espectros de reflectancia en función del tiempo, luego de depositar una gota de alcohol sobre la película y se obtuvieron los espectros de reflectancia en función del tiempo, tomados desde la interfase aire-vidrio Dado que la obtención del espectro completo es lenta en comparación con los tiempor propios de la evolución a estudiar, para obtener una resolución temporal mayor se utilizo el haz monocromático y se obtuvo la señal de la intensidad reflejada mediante un osciloscopio, en función del tiempo durante el mojado y el posterior secado. Se propusieron tres modelos que utilizan un modelo de medio efectivo para interpretar los fenómenos que aparecen dentro de la capa durante el proceso de mojado. Los tres modelos apelan al hecho que los poros crecen preferentemente según la dirección 100 del cristal, es decir en forma perpendicular a la superficie de la oblea. El primero de los modelos supone un llenado homogéneo de los poros, el segundo supone un frente de llenado igual para todos los poros, y el tercero propone un frente de llenado dependiente del diámetro de poro, de la viscosidad del líquido y de su tensión superficial. Con el tercero de estos modelos se ajusta muy bien el comportamiento de la evolución, y se obtiene información sobre el tamaño de los poros.