Caracterização Infravermelha da Formação de Ligações Si−O Interfaciais em Superfícies de SiO2/Si Silanizadas

A funcionalização química de superfícies de óxido de silício (SiO(2)) com moléculas de silano é uma técnica importante para uma variedade de aplicações em dispositivos e sensores. O controle de qualidade de monocamadas auto-organizadas (SAMs) é difícil de ser alcançado devido à falta de uma medida direta para as ligações Si-O interfaciais recém-formadas. Neste trabalho, relatamos uma medida sensível da interface de ligação entre a SAM e o SiO(2), onde o modo de fônon óptico longitudinal (LO) de SiO(2) fornece um alto nível de seletividade para a caracterização de ligações interfaciais recém-formadas. A intensidade e a posição espectral do pico LO, observadas após a silanização de uma variedade de moléculas de silano, mostraram ser impressões digitais confiáveis da formação de ligações interfaciais que efetivamente expandem a rede Si-O após a formação da SAM. Enquanto as intensidades de absorção IR de grupos funcionais (por exemplo, >C=O, CH(2)/CH(3)) dependem da natureza dos filmes, o deslocamento para o azul e o aumento da intensidade do modo de fônon LO são comuns a todas as moléculas de silano investigadas e sua magnitude está associada apenas à criação de ligações interfaciais. Além disso, os resultados deste estudo demonstram a capacidade do modo de fônon LO para analisar a cinética de silanização de superfícies de SiO(2), o que fornece insights mecanicistas sobre o processo de auto-organização para ajudar a alcançar uma SAM estável e de alta qualidade.