Ученые из МГУ имени М.В. Ломоносова придумали новый экологичный способ получения кремниевых нанонитей, при котором вместо плавиковой кислоты (HF) используется фторид аммония (NH4F).Результаты исследования опубликованы в журнале Nanoscale Research Letters.
Кремниевые нанонити — это вытянутые и практически параллельные друг другу наноструктуры, похожие на нити, провода, или столбы, выращенные на кремниевой подложке. Диаметр нанонитей варьируется от 50 до 200 нм, расстояние между ними может составлять от 100 до 500 нм, длина — от 100 нм до десятков микрон. Эти структуры находят свое применение в микро- и оптоэлектронике, фотонике, фотовольтаике, сенсорике и даже в биомедицине, поскольку кремниевые наноструктуры являются не только биосовместимыми, но и биодеградируемыми, то есть могут полностью растворятся в организме спустя некоторое время.
Российские физики нашли новый способ их получения — двухступенчатый. «На первом этапе серебряные наночастицы осаждались на поверхность кремниевой подложки. Но осаждались не ровным слоем, а островками. На втором этапе происходило травление кремниевой подложки в местах, покрытых серебром. Поэтому непокрытые серебром участки кремниевой пластины превращались в нанонити. Серебряные наночастицы “проваливались” внутрь кремниевой пластины и чем дольше длилось травление, тем более длинные нанонити получались. В конце серебро удалялось с помощью азотной кислоты», — пояснил Кирилл Гончар, один из авторов исследования.
При этом исследователи из МГУ заменили опасную и токсичную плавиковую кислоту на фторид аммония на всех этапах химического травления, а также изучили оптические свойства кремниевых нанонитей, приготовленных таким способом, и сравнили их с нанонитями, полученными стандартным методом с использованием плавиковой кислоты.
Работа открывает новые перспективы применения кремниевых наноструктур: использование в фотовольтаике в качестве антиотражающего покрытия для повышения эффективности солнечных батарей; в сенсорике — в качестве чувствительных элементов оптических сенсоров на различные вещества и так далее.
[Публикация подготовлена Центром популяризации научных знаний МГУ им. М.В. Ломоносова]
