Oxidación y Funcionalización orgánica de superficies de Si(111)

G. I. LACCONI*; J. KLUG

Fortaleza

Congreso; XX Congresso da Sociedade Iberoamericana de Eletroquímica; 2012

SIBAE

Oxidación y Funcionalización orgánica de superficies de Si(111) Gabriela I. Lacconi; Joaquín Klug RESULTADOS Y DISCUSIÓN Las superficies altamente hidrofóbicas de Si-H, muy uniformes y lisas, han sido utilizadas como estado inicial para su modificación, debido a la estabilidad de la capa de hidrógeno y a su baja densidad de estados superficiales, dando un comportamiento electroquímico altamente reproducible. Pasivación de la superficie de silicio es obtenida mediante la reducción de los enlaces colgantes (dangling bonds) en la superficie por su terminación con H. El comportamiento electroquímico de las superficies de Si-H muestra en los voltamperogramas, dos picos anódicos a aproximadamente 0 y 1,0 Vsce, asignados a la oxidación de la bicapa más externa de átomos de Si y al crecimiento del óxido (modelo de campos altos), con ruptura de los enlaces Si-Si subyacentes, respectivamente [3,4]. Las capas delgadas de óxido formadas por oxidación química o electroquímica son hidrofílicas, muy poco rugosas y pasivantes. En este caso, el primer pico anódico de oxidación está ausente en los voltamperogramas y el grado de pasivación depende además, del tipo de monocapa orgánica formado en la superficie de estos electrodos. Los espectros de impedancia de las superficies modificadas con óxido o monocapa orgánica presentan un comportamiento que corresponde al de un capacitor próximo a ideal, con valores de Capacitancia de la película dieléctrica que oscilan entre 0,5 y 2 μF cm-2. La calidad de las monocapas formadas es crítica al determinar las propiedades eléctricas y la susceptibilidad del silicio para su oxidación en solución acuosa. Las monocapas orgánicas proveen una aproximación simple y versátil para el diseño racional y flexible de plataformas multifuncionales, en términos de la química superficial resultante. AGRADECIMIENTOS Los autores agradecen a CONICET, SECyT-UNC y FONCyT por los subsidios recibidos. JK agradece a CONICET por la Beca de Postgrado. REFERENCIAS[1] SHESTOPALOV A.A., MORRIS C.J., VOGEN B.N., HOERTZ A., CLARK R.L., TOONE E.J., Soft-Lithographic Approach to Functionalization and Nanopatterning Oxide- Free Silicon, Langmuir 27: 6478?6485, 2011. [2] AUREAU D., VARIN Y., ROODENKO K., SEITZ O., PLUCHERY O., CHABAL Y.J., Controlled Deposition of Gold Nanoparticles on Well-Defined Organic Monolayer Grafted on Silicon Surfaces, J. Phys. Chem. C 114: 14180?14186, 2010. [3] BENSLIMAN F., FUKUDA A., MIZUTA N., MATSUMURA M., Analysis of Anodic Oxidation Current of Flattened p-Type Si(111) Surface in Aqueous Solution, J. Electrochem. Soc. 150: G527-G531, 2003. [4] PEREZ L.A., KLUG J., CORONADO E.A., LACCONI G.I., Chemical and electrochemical oxidation of Si(111) substrates for anchoring Au nanoparticles and their performance for SERS applications, J. Phys. Chem. C, aceptado con correcciones, Febrero 2012.