Трубки растут внутрь
Плёнки карбида кремния (SiC), на поверхности которых выращены перпендикулярно подложке цилиндры или трубки из того же материала, находят разнообразное технологическое применение: в детекторах газа, транзисторах, датчиках давления. Существует несколько способов организации такого роста, причём не где попало, а на определённых местах. Оказалось, что подобная структура может быть выращена и в кремнии, при этом часть атомов кремния заменяется атомами углерода. Процесс идёт при температурах, близких к температуре плавления кремния (1410°С) в среде СО. Поскольку объём элементарной ячейки кристаллической решётки SiC в два раза меньше объёма элементарной ячейки Si, происходит усадка материала и образуются усадочные поры на границе SiC–Si.
Научная группа, состоящая из сотрудников Физико-технического института им. А. Ф. Иоффе и ещё восьми научных организаций (все — Санкт-Петербург), обнаружила, что это не просто поры, а извилистые трубки, ведущие вглубь слоя кремния, как бы растущие сверху вниз. На фотографиях, полученных в сканирующем электронном микроскопе, видно, что трубки углубляются на 4 мкм при своём диаметре 0,1—0,2 мкм (фото вверху) и образуют довольно плотный ковёр (фото внизу). Исследователи изучили, как всё это происходит на разных кристаллографических плоскостях кремния, как влияет время травления. А в дополнение проверили на биосовместимость со стволовыми клетками и убедились, что она есть.
Буравлев А. Д., Казакин А. Н., Нащекина Ю. А. и др. Формирование биосовместимых SiC-нанотрубок «сверху-вниз». Физика и техника полупроводников, 2023, вып. 5, с. 343.
