Los físicos de la Universidad Estatal Lomonosov de Moscú han elaborado un método nuevo y más ecológico para obtener nanocables de silicio que reemplaza el ácido fluorhídrico (HF) por fluoruro de amonio (NH ₄ F).

Los nanocables de silicio están optimizados, nanoestructuras paralelas que se asemejan a cables. El diámetro del nanoalambre varía de 50 a 200 nm, y la distancia entre estructuras es de 100 a 500 nm. Longitud del nanocable, dependiendo del tiempo de grabado, puede ser desde 100 nm hasta decenas de micrones. Los nanocables de silicio tienen aplicaciones en micro y optoelectrónica, fotónica, PV, y sensorial, y biomedicina:las nanoestructuras de silicio son materiales biodegradables, lo que significa que se descomponen dentro de un organismo después de un período de tiempo. Adicionalmente, en concentraciones limitadas, las nanoestructuras no son tóxicas. Sin embargo, ácido fluorhídrico (HF), que se utiliza en un método convencional para producir nanocables de silicio, es extremadamente tóxico.

Ahora, Los nanocables de silicio se pueden fabricar mediante el grabado químico de una oblea de silicio, en un proceso por el cual nanopartículas metálicas (por ejemplo, nanopartículas de plata) activan el grabado.

Kirill Gonchar, investigador junior en la Universidad Estatal Lomonosov de Moscú, describe el proceso:"Hemos utilizado un método de grabado de dos pasos. En la primera etapa, Se depositaron nanopartículas de plata sobre la superficie de una oblea de silicio. Esta deposición no produjo una capa nivelada, sino más bien diferentes regiones insulares. En la segunda etapa, la oblea de silicio se grabó en los lugares cubiertos de plata. Debido a esto, el silicio expuesto se convirtió en nanocables cuando las nanopartículas de plata cayeron dentro de la lámina de silicona. Y cuanto más largo sea el proceso de grabado, cuanto más largos sean los nanocables en la salida. Al final, la plata se eliminó con la ayuda de ácido nítrico ".

Investigadores de la Universidad Estatal de Moscú Lomonosov han reemplazado el ácido fluorhídrico tóxico y peligroso con fluoruro de amonio en todas las etapas del grabado químico. Es más, han estudiado las propiedades ópticas de los nanocables de silicio producidos mediante este método y los han comparado con los nanocables producidos convencionalmente con ácido fluorhídrico.

Kirill Gonchar explica cómo surgió la idea de utilizar fluoruro de amonio en la síntesis de nanocables:"La idea de la aplicación de fluoruro de amonio no era nueva, se tomó prestado de métodos experimentales de obtención de silicio poroso que se llevaron a cabo hace 20 años. Entonces también se utilizó fluoruro de amonio, en lugar de ácido fluorhídrico. Hubo proyectos similares en los que se produjeron nanocables en fluoruro de amonio, pero no hubo reemplazo en todas las etapas de grabado. Hemos estudiado las propiedades ópticas de los nanocables que obtuvimos y hemos demostrado que no difieren mucho de los nanocables obtenidos por el método convencional ".

Nanocables de silicio, producido por grabado asistido por metal, podría utilizarse para la creación de nuevos dispositivos fotónicos y sensores basados ​​en silicio. Kirill Gonchar dice que los nanocables son prometedores como elementos sensoriales de sensores ópticos para diferentes sustancias. Esto sucede debido al aumento de la intensidad de la señal del efecto Raman, que es una "huella digital" de una sustancia; también se debe a la sensibilidad a la presencia de diferentes gases, por ejemplo, oxígeno.

Es más, Las estructuras que contienen nanocables de silicio podrían usarse en revestimientos antirreflejos para células solares. Mientras que el silicio ordinario refleja alrededor del 30 por ciento de la luz en el rango visible, Los nanocables de silicio reflejan alrededor del 2 por ciento.