端氢硅表面

以氢为末端的硅表面是一种化学钝化的硅衬底,其中表面的硅原子氢键合。以氢为末端的表面是疏水的、发光的并且可以进行化学修饰。端氢硅是从硅烷中生长块状硅的中间体:SiH4→Si+2H2

准备

硅晶片用电子级氢氟酸水溶液、缓冲水或溶液处理。相关反应之一是简单地去除氧化硅:SiO2+4HF→SiF4+2H2O然而,关键反应是氢硅烷官能团的形成。原子力显微镜(AFM)已被用于操纵以氢为末端的硅表面。

端氢硅表面的特性

氢终止去除了悬空键。所有表面硅原子都是四面体。氢终止赋予周围环境中的稳定性。同样,表面既干净(氧化物)又相对惰性。这些材料可以在空气中处理几分钟而无需特别小心。事实上,Si-H键比Si-Si键强。

端氢硅表面

提出了两种Si-H中心,均具有末端Si-H键。一种位点具有一个Si-H键。另一种站点具有SiH2中心。与有机氢硅烷一样,表面上的H-Si基团与末端烯烃和重氮基团发生反应。该反应称为氢化硅烷化。通过氢末端表面的氢化硅烷化,可以将多种具有各种功能的有机化合物引入硅表面。氢封端硅的红外光谱在2090cm-1附近显示出一条带,与有机氢硅烷的νSi-H差别不大。

潜在应用

一个小组提议使用这种材料通过从硅表面去除氢原子来创建由量子点制成的数字电路。

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