MODIFICACION ORGANICA DE SUPERFICIES DE SILICIO

G.I. LACCONI; C.I. VÁZQUEZ

La Plata, Buenos Aires. Argentina

Congreso; XVII Congreso de la Sociedad Iberoamericana de Electroquímica; 2006

Sociedad Iberoamericana de Electroquímica

La deposición de monocapas orgánicas autoensambladas es una de las aproximaciones más exitosas para la modificación de superficies de silicio cristalino. Estas monocapas orgánicas altamente ordenadas y estables otorgan a la superficie del semiconductor distintas propiedades que dependen fundamentalmente del grupo funcional de las moléculas adheridas. Esta funcionalidad de la superficie es de gran interés para su aplicación en el desarrollo de nuevos materiales basados en semiconductores y provee nuevas capacidades en sus funciones ópticas, electrónicas y mecánicas, también como en su actividad química y biológica. Las superficies de silicio pueden ser relativamente estables en aire mediante su recubrimiento con hidrógeno, sin embargo, el incremento de su resistencia a la oxidación es posible mediante la formación de las monocapas orgánicas sobre su superficie. En los últimos años, se han propuesto diversos procedimientos químicos [1-3], fotoquímicos [4] y electroquímicos [5, 6] para la preparación de monocapas alquílicas compactas enlazadas covalentemente a la superficie de silicio. En la presente comunicación se estudia la formación de películas orgánicas por alquilación directa sobre superficies hidrogenadas de Si(100) y Si(111). La reacción se produce entre compuestos 1-alqueno (1-octadeceno) o aromáticos (estireno) y las superficies de Si(100)?H o Si(111)-H, similar a las reacciones de hidrosililación en química orgánica [2,7]. La generación de radicales orgánicos es inducida térmicamente (130-150 oC) o con radiación ultra-violeta ocurre a través de un mecanismo en cadena, en el que los sitios (dangling bonds) en la superficie del silicio reaccionan con el radical alquílico terminal de las moléculas orgánicas para formar el enlace covalente Si-C, este radical a su vez abstrae un átomo de H terminal del silicio adyacente, saturando de esta manera el grupo alquilo y creando otro radical silicio reactivo (propagación en cadena sobre la superficie). Las superficies modificadas son caracterizadas electroquímicamente mediante el análisis voltamétrico de su reactividad respecto a la formación del óxido de silicio y la respuesta de impedancia electroquímica, en forma comparativa con la respuesta electroquímica de la respectiva superficie de silicio hidrogenada. La eficiencia en su poder pasivante se relaciona directamente con las características de la monocapa adherida a la superficie. La estructura de las películas orgánicas enlazadas a las superficies de Si(100) y Si(111) son observadas mediante las imágenes obtenidas con microscopios AFM y STM.