Role of singlet oxygen in formation of nanoporous silicon

Boundary Processes in Electrolyte — Silicon Interface Area During Self–organization of Mosaic Structure of 3d–islands of Porous Silicon Nanocrystallites at Long–term Anode Etching of P–si (100) in Electrolyte With an Internal Source of Current

“…В процессе длительного анодного травления p−Si раствор электролита постоянно насыщается свободными атомами кремния (Si 0 ), образующимися в результате реакции диспропорционирования. При осаждении этих атомов Si 0 на поверхность por−Si формируется вторичный пористый слой [17] из осаж-денных, адсорбированных атомов кремния (адатомов) (рис. 3, см.…”

“…обложки) видны два участка поверхности por− Si: одна часть поверхности покрыта осажденными адатомами кремния, а другая, периферийная часть, где скорость травления меньше, еще не полностью покрыта ими. Как правило, этот слой состоит из аморфной и рекристаллизованной фаз [17]. При этом поверхность агрегатов адсорбированных атомов кремния покрыта сложными соединениями про-дуктов реакции анодирования и адсорбции из окру-жающей среды в виде гидридов и оксидов кремния [20], в том числе и оксидами кремния [18].…”

“…В случае эпитаксиального роста НК−Si на окисленной поверхности Si механизм островкового зародышеобразования включает процесс прямо-го взаимодействия осажденного атома кремния с атомарно−чистой поверхностью Si, образующейся после удаления атомов кислорода. В пользу такой точки зрения свидетельствуют данные работы [17], где было показано, что при добавлении H 2 O 2 в стан-дартный HF−электролит образуется por−Si с мень-шими размерами НК и меньшей их дисперсией, чем при порообразовании в стандартном электролите без Н 2 О 2 . Меньшие размеры НК por−Si, по мнению авто-ров работы [17], обусловлены более сильным окисле-нием НК в присутствии сильного окислителя и по-следующим растворением оксидов.…”

“…В пользу такой точки зрения свидетельствуют данные работы [17], где было показано, что при добавлении H 2 O 2 в стан-дартный HF−электролит образуется por−Si с мень-шими размерами НК и меньшей их дисперсией, чем при порообразовании в стандартном электролите без Н 2 О 2 . Меньшие размеры НК por−Si, по мнению авто-ров работы [17], обусловлены более сильным окисле-нием НК в присутствии сильного окислителя и по-следующим растворением оксидов. Таким сильным окислителем при травлении Si в HF−электролите с H 2 O 2 является синглетный кислород [17], который об-разуется при освещении НК por−Si, находящихся в контакте с растворенным в электролите кислородом.…”

“…Это обусловлено тем, что сама граница раздела «электролит/por−Si/с− Si», содержащая нанопоры (соответственно, НК), является сложной гетерофазной системой [17,18]. На этой границе раздела в тонком (100 нм) припо-верхностном слое, помимо упруго−капиллярных и дефектно−деформационных сил, возникают, как уже упоминалось выше, капиллярно−флуктуационные силы, связанные с временными флуктуациями ин-тенсивности электрического поля микроскопических объемов твердого тела [19], что приводит к флуктуа-ции потенциала электрического поля микроскопиче-ского участка интерфейса «электролит/por−Si/с−Si» и, следовательно, к образованию МС поверхности por−Si [16].…”