Espectros FTIR de modos vibracionales en multicapas de silicio poroso nanoestructurado

L. N. ACQUAROLI; L.C. LASAVE; R.R. KOROPECKI; R.D. ARCE; G. PRIANO; F. BATTAGLINI

Buenos Aires

Congreso; AFA-SUF 2008; 2008

En este trabajo se presentan resultados de espectrometr ´ýa de reflectancia FTIR a bajo ´angulo de multicapas de silicio poroso nanoestructurado (SPN). Las multicapas se dise˜naron para obtener una respuesta espectral espec´ýfica en el rango de n´umeros de onda correspondientes a modos vibracionales asociados a enlaces existentes en el SPN. Las muestras fueron obtenidas por anodizado electroqu´ýmico de obleas monocristalinas de silicio de baja resistividad (1-4 m cm ) en una soluci´on fluorada. La densidad de corriente se modific´o en forma peri´odica para obtener un perfil de capas de diferentes ´ýndices de refracci´on pero igual espesor ´optico a fin de conformar reflectores de Bragg distribuidos (DBR). Los DBR se dise˜naron y prepararon de modo que resulte una banda de reflectancia centrada en modos vibracionales espec´ýficos. De esta forma se obtiene una l´ýnea de base adecuada para el estudio de los mismos. Se estudiaron por un lado multicapas de SPN reci´en preparado y sin modificar, en las que se centraron los espectros de los DBR en la regi´on de modos stetching de enlaces Si- H. Por otro lado se estudiaron multicapas modificadas mediante la incorporaci´on de aminosilanos a la superficie. Introduciendo un defecto en el DBR se rompe la simetr´ýa del mismo, lo que resulta en una microcavidad ´optica cuyo espectro incluye una resonancia en la banda de reflexi´on. Se prepararon microcavidades centradas en el rango IR, cuyos espectros se estudiaron. Se muestra mediante simulaciones num´ericas que la intensidad de campo se intensifica dentro de la cavidad para la energ´ýa de la resonancia. Se muestra que estos dispositivos pueden servir para estudiar espectros vibracionales, utilizando espectrometr´ýa de ´angulo variable. Esto es as´ý ya que, a diferencia de lo que ocurre con los modos vibracionales, la frecuencia del modo de la cavidad depende del ´angulo de incidencia. Para ´angulos espec´ýficos ambos modos se acoplan, lo que permite obtener informaci´on detallada.