| EL SILICIO POROSO |
El silicio poroso (SP) es un material nanoestructurado que puede obtenerse por anodizado electroquímico de Silicio monocristalino, usando un electrolito que contiene Flúor. Gobernando las condiciones de preparación pueden obtenerse distintas escalas y características de la estructura porosa.
(Las imágenes de la figura fueron tomadas de Referencia. 1).
En particular, puede obtenerse un silicio nanoporoso, con estructuras de algunos nanometros (izquierda en la figura de arriba), una estructura mesoporosa en la escala de decenas de nanometros (centro en la figura), o una estructura macroporosa en la escala de algunos micrones (derecha en la figura).
Los átomos mantienen su posición original conservando el orden cristalino,y la estructura porosa evoluciona durante el anodizado siguiendo una dirección preferencial (la del eje <100> del cristal).
El SP fue descubierto por Arthur Ulhir en Bell Labs, en la década del '50 mientras buscaba un método electroquímico para maquinar silicio. El descubrimiento del carácter poroso del material obtenido dio lugar a un informe interno en Bell Labs, que fue rápidamente olvidado
El interés por el material renació a principio de los '90 cuando Leigh Canham2 descubrió que el material luminesce eficientemente en el visible. Este descubrimiento desencadenó una avalancha de trabajos que iniciaron la fotónica del Silicio.
A mediados de los '90 este interés se enfrió parcialmente debido a la baja eficiencia de electroluminiscencia del material, pero en cambio se despertó el interés en otras características y propiedades del material.
Aparte de la eficiente luminiscencia, las características más importantes del material son su gran superficie específica (puede superar los 500 m2/g), que le confiere una gran reactividad química, la posibilidad de modelar las propiedades a traves de las condiciones de preparación posibilitando el patterning tanto en profundidad como lateral, y su biocampatibilidad.
Estas características permiten una amplia variedad de aplicaciones potenciales o efectivas. Una lista parcial de las mismas es la siguiente:
En el grupo de física de semiconductores del INTEC comenzamos a investigar las propiedades del SP con vistas a utilizarlo como material de base para preparar dispositivos sensores químicos y biosensores basados en propiedades fotónicas de este material.
Esto nos lleva al desarrollo y estudio de estructuras tipo multicapas dieléctricas (que pueden ser cristales fotónicos unidimensionales) construidas para conseguir características ópticas específicas.
En particular se trata de desarrollar y estudiar reflectores de Bragg, microcavidades ópticas simples o acopladas, microcavidades preparadas con material luminescente, etc. Estas estructuras fotónicas permiten tambien investigar símiles fotónicos de efectos de estado sólido (se han reportado símiles ópticos de oscilaciones de Bloch, localización de Anderson, tunneling Zenner resonante, etc.).
Además hemos comenzado a estudiar estructuras aperiódicas con características de cuasicristales fotónicos de SP usando estructuras basadas en la secuencia Thue-Morse.
Referencias
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2: L.T. Canham, Appl. Phys. Lett, 57 1046 (1990).
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4:
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8:
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13: T. Pichonat, B. Gauthier-Manuel, D. Hauden, Chemical Engineering Journal,
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