вопрос про пористый кремний и пепиридин

[joe_braker]

Имеется пористый кремний (размеры пор около 5 нм) приготовленный методом электрохимического травления. Ток - 60 мА/см2, время - 1 час, электролит - водный раствор плавиковой кислоты (48%) и спирт (соотношение 1:1). Насколько я себе представляю, там протекает реакция: Si + 4HF = SiF4 + 2H2.
Полученный образец смешивается с 2,2,6,6 тетраметилпиперидином, в результате чего протекает бурная реакция с выделением бесцветного газа, а количество жидкости (пиперидина) уменьшается. Может ли учавствовать в этой реакции кремний или тут взаимодействует плавиковая кислота? Если реагирует плавиковая кислота, то как от этого избавится (образец лежал 2 дня и все равно реакция протекала)? Может ли пиперидин взаимодействовать с каким-то веществами, образвавшимися в процессе травления, неучтенных нами?
Заранее спасибо за ответы.

[ИСН]

(в сторону) Все бы так подробно вопросы задавали...
И всё-таки, эээ, маленькое уточнение требуется: чем и как этот кремний отмывали после травления?

[joe_braker]

Какая-то особая технология отмывания не использовалась. Обычно мы промываем дистиллированной водой, просто поливая образец сравнительно короткое время. Но я попробовал подержать его в чистом спирте минут 20, а потом еще добавил туда обычной соды (ничего более нормального под рукой не оказалось ), и тоже минут 20 прошло. После этого он еще пару дней полежал в закрытом эппендорфике, но эффект, в принципе, тот же.
Потом я взял очень старый образец, приготовленный около месяца назад.
Он уже желтого цвета, сильно окисленный. Вроде реакция шла менее интенсивно, но все равно шла.
Кстати, когда образец лежал в спирте интенсивно выделялся какой-то газ, я так понимаю, что просто процесс травления продолжался.

[pH<7]

Может там просто водород и фторид кремния застревают на поверхности, а потом вдруг улетают?

"количество уменьшается" - это как наблюдалось?

[Serty]

2,2,6,6-тетраметилпиперидин(ТМР) у вас хорошо перегнан? А то старые реактивы содержат изрядное количество карбоната, приразложении которого может выделяться газ, если кислота не до конца отмыта, или сорбирована.

[joe_braker]

Может там просто водород и фторид кремния застревают на поверхности, а потом вдруг улетают?

Возможно, только почему они улетают в спирте, из-за другого коэффициента поверхностного натяжения?

"количество уменьшается" - это как наблюдалось?

Если TMP мало, то он просто весь исчезал.

"количество уменьшается" - это как наблюдалось?

Реактив куплен уже в готовом виде, вроде недавно (год - два назад).
Фирма ACROS Organics, написано, что TMP - 98%.
Еще написано: MW = 141.26, Fp = 24 C. Не знаю, что это за цифры.

[amik]

Насколько я себе представляю, там протекает реакция: Si + 4HF = SiF4 + 2H2.

при травлении в водной среде будет образовываться не газ SiF4, а жидкая кислота H2SiF6

[eukar]

Насколько я себе представляю, там протекает реакция: Si + 4HF = SiF4 + 2H2.

при травлении в водной среде будет образовываться не газ SiF4, а жидкая кислота H2SiF6

вот он, газ

[amik]

Дык он на катоде должен быть

[eukar]

shame on me...

[Serty]

... при травлении в водной среде будет образовываться не газ SiF4, а жидкая кислота H2SiF6

вот он, газ[/quote]

Не понял откуда здесь газ? Килота должна мирно дать соль 2PipH(+)*SiF6(2-). Я химию Si не очень помню, но вроде такие соли вполне стабильны.

[joe_braker]

На катоде действительно образуется газ, но и на аноде тоже.
Если это не SiF4, тогда что же? У нас ложное представление о протекающей реакции?

[eukar]

см. выше

[amik]

Значит травят не кремний как таковой. У чистого кремния проводимость не позволяет ему быть электродом. Зачем Ви тгавите

[ИСН]

Ох, товарищи, что-то не то мы все говорим... SiF4 в этих условиях газом не будет ни секунды, правильно говорит amik - а водород, наоборот, ни за что нигде не застрянет, улетит сразу. Карбонат плюс остатки кислоты (проверьте, кстати, индикаторной бумажкой) - объясняет появление газа, но не объясняет, куда девается TMP. Да и какие остатки кислоты, если его содой ошарашили. Хрень какая-то.
А этот, говорите, пористый кремний - Вы его, отмыв, сушили? А велика ли его внутренняя поверхность? Он как губка или не очень?

MW = 141.26, Fp = 24 C.

Молярная масса и температура вспышки, первую можно и так посчитать, а вторая нам бесполезна.

[amik]

Карбонат плюс остатки кислоты (проверьте, кстати, индикаторной бумажкой) - объясняет появление газа, но не объясняет, куда девается TMP. Да и какие остатки кислоты, если его содой ошарашили. Хрень какая-то.
А этот, говорите, пористый кремний - Вы его, отмыв, сушили? А велика ли его внутренняя поверхность? Он как губка или не очень?

За физиками глаз да глаз нужен

[Serty]

Давайте абстрагируемся от проблемы - с чем можно смешать ТМР, что бы пошел газ, и бурно? Из реалистичных реагентов, не с BuLi Если ничего в голову не придет, то скорее дело в физических причинах. Например в пористости, как похоже думает ИСН. Если высыпать силикагель в амин, то тоже выделяется газ - воздух

[pH<7]

Ох, товарищи, что-то не то мы все говорим... SiF4 в этих условиях газом не будет ни секунды, правильно говорит amik - а водород, наоборот, ни за что нигде не застрянет, улетит сразу.

И в палладии не застрянет?

[joe_braker]

Значит травят не кремний как таковой. У чистого кремния проводимость не позволяет ему быть электродом

Совсем забыл. Кремний легирован бором. Точно концентрацию не помню, но где-то около 10 в 15 степени. Удельное сопротивление 10 Ом*см. С анодной стороны кремниевая пластина намазана индий-галиевой пастой.

А этот, говорите, пористый кремний - Вы его, отмыв, сушили? А велика ли его внутренняя поверхность? Он как губка или не очень?

Сушили, конечно. Внутренняя поверхность около 500м2/г. Про губку не понял. Пористость примерно 60 - 80 %.

SiF4 в этих условиях газом не будет ни секунды

По какой причине:сразу обазует кремниевую кислоту или растворится?

Я так и не понял, какая реакция протекает при травлении. Газ-то образуется и на катоде и на аноде, от этого никуда не денешся.

[Polychemist]

Чего-то это мне напоминает травление силиконовой вафли для получения люминесцирующей поверхности из наночастиц кремния, изолированных совсем нанослоем кремнезема. Это оно? А если не секрет, чего ждали от пиперидина? Сушка - как сушили? На воздухе (:twisted:) или в вакууме ()? Как насчет газовыделения и поглощения других жидкостей - вода, спирт? Газ при травлении может быть просто из-за разложения воды от перенапряга.