Нанопористый кремний — перспективный материал для микроэлектроники и биомедицины

Наука и жизньFan

Кремний с нанопорами — материал с неисчерпаемыми возможностями

Доктор технических наук Георгий Савенков, Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)

Диатомовые водоросли и их скелеты из окиси кремния. Сканирующая микроскопия. Фото из статьи: Nassif N., Livag J. From diatoms to silica-based biohybrids. Chemical Society Reviews, 2011, N 40. P. 849—859.

В последние два — два с половиной десятилетия учёные научились манипулировать материей в атомно-молекулярном масштабе. В результате удалось создать новые материалы и исследовать неизвестные ранее эффекты, появились нанонаука и нанотехнологии. Разработаны наноматериалы, физические и химические свойства которых радикально отличаются от их свойств в макромасштабе. Причём иногда новые материалы получают случайно. Один из них — нанопористый кремний, перспективный материал для микроэлектроники, биомедицины, ракетостроения и других приложений.

Пористый кремний (приставку «нано» он получил позже) случайно открыли супруги Артур и Ингеборг Улир (Uhlir), которые работали в Белл-лаборатории (Bell Labs, США) в середине 50-х годов XX века. Они разрабатывали метод электрохимической обработки кремниевых подложек для использования в микроэлектронике. В некоторых условиях кремниевая подложка стравливалась неравномерно, на ней появлялись маленькие отверстия — поры, распространявшиеся вдоль определённого кристаллографического направления. Любопытный результат Артур и Ингеборг Улир опубликовали в журнале «Bell Labs Technical Note» в 1956 году, но затем эта работа была благополучно забыта.

О нанопористом кремнии вспомнили в 1980-х годах, когда понадобился материал с большой площадью поверхности для спектроскопических исследований. Также его начали использовать в качестве диэлектрического слоя в ёмкостных химических сенсорах. Эти и другие возможные приложения нанопористого кремния вызвали огромное число исследований его свойств по всему миру. Постепенно в научной литературе прижился термин «пористый кремний». В настоящее время в зависимости от поперечного размера пор (d) пористый кремний по классификации Международного союза теоретической и прикладной химии (IUPAC) принято подразделять на макро- (d > 50 нм), мезо- (d от 2 до 50 нм) и микропористый кремний (d < 2 нм). Поскольку в любом случае размер его пор меньше 100 нм, здесь мы будем использовать термины «нанопористый» и «пористый», но предпочтение будет отдаваться первому.

O'qishni davom ettirish uchun tizimga kiring. Bu tez va bepul.

Roʻyxatdan oʻtish orqali men foydalanish shartlari 

Tavsiya etilgan maqolalar

Чудесная Чудесная

В созвездии Кит расположилась одна из самых удивительных звёзд нашего неба, Мира

Наука и жизнь
Премьерный показ Премьерный показ

Новая квартира танцоров Мариинского театра Владимира и Марии Шкляровых

AD
Слово редактора Слово редактора

На самом деле, нет более открытых миру людей, чем яхтсмены

Y Magazine
На всех парах На всех парах

О создании первой самоходной машины на паровом двигателе

Наука и жизнь
Любимые рецепты Лали Чочия: фаршированные перцы Любимые рецепты Лали Чочия: фаршированные перцы

Ностальгируем по Одессе и делимся рецептом фаршированных перцев

Seasons of life
Занимательная критика Занимательная критика

Остатки древней цивилизации: встреча с настоящими минойцами на острове Крит

Вокруг света
Американская мечта Американская мечта

Сказочный остров или США? Неинкорпорированная территория Америки

Вокруг света
Экология для детей: десять мультфильмов о природе Экология для детей: десять мультфильмов о природе

Как помочь детям начать заботиться о планете с помощью мультфильмов

Seasons of life
С чистого холста С чистого холста

Интерьер для художницы, где может жить искусство

AD
День благодарения День благодарения

Легендарные американские декораторы, сформировавшие интерьерный стиль США

AD
Теория малых дел Теория малых дел

С чего начать дизайн маленькой квартиры и как не наделать ошибок?

AD
На пиковых перекрёстках Гороховой улицы На пиковых перекрёстках Гороховой улицы

Магическое притяжение Гороховой улицы в Санкт-Петербурге

Наука и жизнь
Дом веселых и находчивых Дом веселых и находчивых

Модернистский дом 1960‑х годов в идеальном состоянии

AD
Бальзам на сердце Бальзам на сердце

Когда еда становится лекарством, а лекарство — едой

Вокруг света
Два исторических маршрута в Царицыне Два исторических маршрута в Царицыне

С сентября в Царицыне запускаются исторические прогулочные маршруты по парку

Seasons of life
Сельская новь Сельская новь

Дом в старинном подмосковном поселке

AD
Следуй за мной Следуй за мной

Следуем за сложной геометрией пространства

AD
Тихий остров Тихий остров

Палитра этого дома навеяна песчаными холмами, сухотравьем и волнами Атлантики

AD
По волнам памяти По волнам памяти

Дом в Санта-Круз стал для хозяев местом вдохновения и ностальгии

AD
Двери сознания Двери сознания

Где прячется человеческое «я»

Вокруг света
Лесная поликлиника Лесная поликлиника

Какими способами самолечения пользуются животные?

Вокруг света
Дом отдыха Дом отдыха

Ольга Мальева воссоздала в подмосковном доме атмосферу американского Хэмптонс

AD
Отель ″Челси″ Отель ″Челси″

Свою квартиру Эндрю Торри практически превратил в филиал арт-галереи

AD
Духовой оркестр Духовой оркестр

Романтичный интерьер одной московской квартиры

AD
Главный экспонат Главный экспонат

Музеи и культурные центры, которые сами являются впечатляющими арт-объектами

AD
Тайна завитка под буквой «Д» Тайна завитка под буквой «Д»

История раскрытия, изложенная в двух частях с предисловием

Наука и жизнь
Время Кассиопеи. Осеннее небо Время Кассиопеи. Осеннее небо

Что можно наблюдать на звездном небе осенью

Наука и жизнь
Весело шагая: 7 крутых лестниц Весело шагая: 7 крутых лестниц

На подъеме: самые красивые лестницы в мире

Вокруг света
Все краски жизни Все краски жизни

Кэрол Иган привнесла в традиционный американский дом жизнерадостное настроение

AD
Сайгачьи будни Сайгачьи будни

В России можно наблюдать весь цикл жизни степной антилопы

Наука и жизнь
Открыть в приложении