Российские ученые разработали метод, позволяющий создать пористые наноструктуры кремния строго на заданной области. Это позволит заселять нужные части кремниевой подложки живыми нейронами или другими биологическими объектами и, например, создавать нейропроцессоры. Результаты опубликованы в журнале Processes.
Частицы наноструктурированного кремния размером порядка одной миллионной миллиметра. В этом материале так много пор, что суммарная площадь их поверхности в одном грамме вещества может достигать 1000 м2. Использовать такое пространство можно для создания «микропроцессоров» из живых нейронов. Для этого нужно научиться получать такие пористые наноструктуры в нужной выделенной зоне кремниевой подложки. Российские ученые предложили способ локального создания нанокремния. Метод позволит, например, «поселять» на наноструктуру нейроны или другие биологические объекты.
«Основная характеристика пористого наноструктурированного кремния, важная для практического применения, — очень высокая удельная площадь поверхности. Поэтому значительный интерес представляет формирование различных мембранных и электродных структур на основе кремния», — рассказала Екатерина Гостева, кандидат физико-математических наук, доцент базовой кафедры нанотехнологий и микросистемной техники инженерной академии РУДН.
Ученые РУДН совместно с коллегами из МИСиС и Института проблем технологии микроэлектроники и особочистых материалов РАН предложили использовать технику анодного электротравления для создания кремниевых наноструктур. Суть метода — в электролитическом растворении исходного вещества с подложки, после которого на пластине остается нужная структура.
Исследователи использовали небольшую кремниевую пластину, с одной стороны покрывшуюся тонким (0,2–0,3 мм) слоем оксида. На нее поместили кольцо из дюрита, «армированной» резины. Оно и послужило разделителем области, в которой создавался нанопористый кремний. В результате электротравление не затрагивает ту часть пластины, которая оказалась вне кольца. А внутри самого кольца нанопоры оказываются сформированы равномерно. Исключение составляет лишь слой толщиной в 1 микрометр вблизи внутренней части кольца, в котором поры становятся вытянутыми, похожими на щели.
«Наши результаты говорят о практической возможности локализовать пористую область на кремниевых пластинах без какого-либо заметного влияния на их структуру за пределами пористой области. Пористая структура достаточно однородна по всей площади. Предлагаемая схема позволяет проводить эксперименты с биологическими объектами, например стволовыми клетками, нейронами и другими объектами, в локально сформированной пористой структуре», — рассказала Екатерина Гостева.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
