Electrodeposición de cobre sobre superficies de Si(111) químicamente modificadas

MA. BERNARDA QUIROGA ARGAÑARAZ; G. RIVEROS PATRONI; G. I. LACCONI

Salta

Congreso; XV congreso argentino de Física y Química Inorgánica; 2009

ELECTRODEPOSICION DE Cu SOBRE SUPERFICIES DE Si(111) QUIMICAMENTE MODIFICADAS Ma. Bernarda Quiroga Argañaraz1, Gonzalo Riveros Patroni2 Gabriela I. Lacconi1 1INFIQC, Departamento de Fisicoquímica, Facultad Ciencias Químicas, UNC, Cdad. Universitaria, 5000 Córdoba, Argentina. 2 Universidad de Valparaíso, Valparaíso, Chile. e-mail: glacconi@mail.fcq.unc.edu.ar El enlace covalente de monocapas orgánicas con las superficies de silicio cristalino ha incrementado su interés en diferentes áreas de investigación debido a que es un método potencial para la pasivación de la superficie y para la inserción de funcionalidades químicas en las interfaces del semiconductor [1]. La unión Si-C ocurre a través de un mecanismo de hidrosililación, el cual involucra la inserción de moléculas insaturadas a los grupos de silicio hidrogenado. De esta manera, la interacción covalente de las moléculas de la monocapa con la superficie del semiconductor, produce una superficie modifcada altamente estable y con elevado nivel de pasivación. Esta modificación de la superficie permite la posibilidad de fabricar patrones de monocapas para el diseño y generación de nanoestructuras metálicas específicas, útiles en la microelectrónica [2]. El objetivo del presente trabajo consiste en la obtención y caracterización de superficies de n-Si(111) funcionalizadas con monocapas orgánicas (octadeceno), empleadas como sustratos para la formación electroquímica de cristalitas de Cu. La síntesis de las monocapas de octadeceno se realizaron mediante inmersión de las obleas de silicio en el agente precursor empleando el calentamiento a 140 ºC o la vía fotoquímica, con radiación UV(! = 254 nm), como métodos de la iniciación radicalaria en la hidrosililación de la superficie hidrogenada. La caracterización electroquímica de la superficies funcionalizadas se realizó mediante voltametría cíclica y espectroscopía de impedancia electroquímica, en relación a la capacidad de inhibición de la formación de óxido. En el estudio de la electrodeposición de cobre sobre las superficies funcionalizadas, se observó que es necesaria la presencia de defectos en las monocapas para que ocurra la transferencia de carga a través de las mismas. Por ello, luego de la formación de la monocapa, los sustratos fueron nuevamente hidrogenados y de esta manera fue posible la formación de las cristalitas de cobre. El análisis de los transitorios de corriente obtenidos a diferentes valores de potencial mediante el ajuste con modelos teóricos de nucleación y crecimiento, muestra que las cristalitas formadas siguen un crecimiento tri-dimensional controlado por difusión. En ambos experimentos de deposición potenciodinámica y mediante pulsos de potencial, se evidencia la inhibición de la transferencia de carga producida por la presencia de la monocapa orgánica. La nucleación y crecimiento de las cristalitas de cobre sobre las monocapas de octadeceno enlazadas covalentemente a la superficie de Si(111)-H es explicada en términos de la formación de canales conductores en los defectos de la película orgánica. [1] E. Balaur, T. Djenizian, R. Boukherroub, J.N. Chazalviel, F. Ozanam, P. Schmuki, Electrochem. Comm. 6 (2004) 153. [2] G. Oskam, J.G. Long, A. Natarajan, P.C. Searson, J. Phys. D: Appl. Phys. 31 (1998) 1927.