Estabilidad química frente a la oxidación de monoacapas orgánicas compactas enlazadas a Si(111).

F. A. SORIA; P. PAREDES OLIVERA; E. M. PATRITO

Merlo, San Luis

Congreso; 100a Reunión Nacional de la Asociación Física Argentina.; 2015

Asociación Física Argentina

La estabilidad química de monocapas compactas en superficies de silicio hacia agentes oxidantes es una cuestión clavepara el uso de tales monocapas en dispositivos tales como celdas solares o en la industria electrónica. Se investigó lareactividad de monocapas terminados con un grupo metilo hacia especies oxidantes (H2O, O2, y OH) para conocer losmecanismos que previenen la oxidación de la superficie de silicio. Se realizaron cálculos de teoría de densidad funcionalpara investigar los caminos de reacción para dos procesos involucrados que compiten: difusión de las moléculas oxidantesa través de la monocapa y la reacción de las mismas con el grupo metilo terminal. Las barrearas de energía para la difusiónde H2O y O2 son muy sensibles a la estructura monocapa, y aumentan en el orden −CH2CH2CH3 < −CCCH3< -CCHCH3 con barreras de energía de 0,0 kcal/mol (0,0 kcal/mol), 35,0 kcal/mol (42,5 kcal/mol), y 57,0 kcal/mol (64,1 kcal/mol), respectivamente, para H2O (O2). La oxidación del grupo metilo terminal por O2 se ve menos afectada por las limitaciones estéricas. La formación de las especies −CH2OOH tiene una barrera de energía de 56,5 kcal/mol en la monocapa de −CH3 monocapa, mientras que esta barrera disminuye a 40.7 kcal/mol en la monocapa CCCH3.La capacidad de pasivación de las monocapas se correlaciona con los impedimentos estéricos para la difusión H2O y O2 (1).(1) Federico A. Soria et al. J. Phys. Chem. C, 2015, 119, 284-29