Modification of silicon surface with silver, gold and palladium nanostructures via galvanic substitution in DMSO and DMF solutions

Abstract

Наведено результати досліджень процесу осадження нанорозмірних частинок срібла, паладію та золота на поверхню кремнію в середовищі DMSO та DMF. Описано вплив молекул органічних апротонних розчинників на геометрію металевих частинок та їх розподіл на підкладці. Показано, що розчини стійких комплексів металів ([Ag(CN)2]-, [AuCl4]-) є головним чинником формування дискретних наночастинок з невеликим діапазоном за розмірами та рівномірним розподілом по поверхні підкладки, а також наноструктурних плівок. Встановлено, що з підвищенням температури від 313 до 343 К спостерігається зміна структури осаду золота від плівкової до дисперсної, що зумовлено значним збільшенням швидкості електрогенеруючої реакції на мікроанодах кремнієвої поверхні та десорбцією молекул органічних розчинників із металевих зародків.

The investigation results of silver, palladium and gold nanoscale particles deposition on the silicon surface in the DMSO and DMF media are presented. The influence of organic aprotic solvents on the geometry of metal particles and their distribution on the substrate is described. It is shown that solutions of stable metal complexes ([Ag (CN)2]–, [AuCl4]–) are the main factor in the formation of discrete nanoparticles with a small range of sizes and uniform distribution along the substrate surface, as well as nanostructured films. It has been established that the increase in temperature from 313 to 343 K changes the structure of the gold deposit from the film to the dispersed one, occurred due to a significant increase in the rate of the electrogenerating reaction on the silicon surface microanodes and desorption of organic solvents molecules from the metal nuclei.