Charge transfer and nanostructure formation during electroless etching of silicon

Journal of Physical Chemistry C

Volumn 114, Issue 50, 2010, Pages 22098-22105

  Kolasinski, Kurt W ^a  

^a WEST CHESTER UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ELECTROLESS; HOMOGENEOUS FILMS; NANOCRYSTALLINES; NANOSTRUCTURE FORMATION; POROUS SI; POROUS SILICON FORMATION; RATIONAL DESIGN; REPRODUCIBLE PRODUCTION; SENSITIVE DATAS; SHORT INDUCTION TIME; STAIN ETCHING;

CHARGE TRANSFER; ETCHING; ION EXCHANGE; NANOSTRUCTURES; OXIDE FILMS;

POROUS SILICON;

EID: 79951697505     PISSN: 19327447     EISSN: 19327455     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp108169b     Document Type: Article

References (131)

1. Kamat, P. V. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 2834.
2. Hochbaum, A. I.; Yang, P. D. Chem. Rev. 2010, 110, 527.
3. Aricò, A. S.; Bruce, P.; Scrosati, B.; Tarascon, J. M.; Van Schalkwijk, W. Nat. Mater. 2005, 4, 366.
4. Striemer, C. C.; Fauchet, P. M. Phys. Status Solidi A 2003, 197, 502.
5. Aouida, S.; Saadoun, M.; Boujmil, M. F.; Ben Rabha, M.; Bessaïs, B. Appl. Surf. Sci. 2004, 238, 193.
6. Peng, K.; Xu, Y.; Wu, Y.; Yan, Y.; Lee, S.-T.; Zhu, J. Small 2005, 1, 1062.
7. Hassen, M.; Ben Jaballah, A.; Hajji, M.; Khedher, N.; Bessaïs, B.; Ezzaouia, H.; Rahmouni, H.; Ouaja, F. R.; Selmi, A. Sol. Energy Mater. 2005, 87, 493.
8. Khedher, N.; Hajji, M.; Hassen, M.; Ben Jaballah, A.; Ouertani, B.; Ezzaouia, H.; Bessaïs, B.; Selmi, A.; Bennaceur, R. Sol. Energy Mater. 2005, 87, 605.
9. Hajji, M.; Ben Jaballah, A.; Hassen, M.; Khedher, N.; Rahmouni, H.; Bessaïs, B.; Ezzaouia, H.; Selmi, A.; Bouchriha, H. J. Mater. Sci. 2005, 40, 1419.
10. Khedher, N.; Ben Jaballah, A.; Hassen, M.; Hajji, M.; Ezzaouia, H.; Bessaïs, B.; Selmi, A.; Bennaceur, R. Mater. Sci. Semicond. Process. 2004, 7, 439.
11. Yerokhov, V. Y.; Melnyk, I. I. Renewable Sustainable Energy Rev. 1999, 3, 291.
12. Solanki, C. S.; Carnel, L.; Van Nieuwenhuysen, K.; Ulyashin, A.; Posthuma, N.; Beaucarne, G.; Poortmans, J. Prog. Photovoltaics 2005, 13, 201.
13. Duerinckx, F.; Van Nieuwenhuysen, K.; Kim, H. J.; Kuzma-Filipek, I.; Beaucarne, G.; Poortmans, J. Proc. 20th Eur. Photovoltaic Solar Energy Conf. 2005, 1190.
14. Salonen, J.; Kaukonen, A. M.; Hirvonen, J.; Lehto, V. P. J. Pharm. Sci. 2008, 97, 632.
15. Salonen, J.; Lehto, V. P. Chem. Eng. J. 2008, 137, 162.
16. Ozdemir, S.; Gole, J. L. Curr. Opin. Solid State Mater. Sci. 2007, 11, 92.
17. Tsubaki, K.; Yamanaka, H.; Kitada, K.; Komoda, T.; Koshida, N. Jpn. J. Appl. Phys., Part 1 2005, 44, 4436.
18. Lillis, B.; Jungk, C.; Iacopino, D.; Whelton, A.; Hurley, E.; Sheehan, M. M.; Splinter, A.; Quinn, A.; Redmond, G.; Lane, W. A.; Mathewson, A.; Berney, H. Biosens. Bioelectron. 2005, 21, 282.
19. Koshida, N.; Matsumoto, N. Mater. Sci. Eng., R 2003, 40, 169.
20. Steiner, P.; Lang, W. Thin Solid Films 1995, 255, 52.
21. Melnikov, V. A.; Astrova, E. V.; Perova, T. S.; Srigengan, V. J. Micromech. Microeng. 2008, 18, 025019.
22. Yamamura, K.; Mitani, T. Surf. Interface Anal. 2008, 40, 1011.
23. Teva, J.; Davis, Z. J.; Hansen, O. J. Micromech. Microeng. 2010, 20, 015034.
24. Verplanck, N.; Coffinier, Y.; V., T.; Boukherroub, R. Nanoscale Res. Lett. 2007, 2, 577.
25. Liu, Y. H.; Wang, X. K.; Luo, J. B.; Lu, X. C. Appl. Surf. Sci. 2009, 255, 9430.
26. Cao, M. W.; Song, X. Y.; Zhai, J.; Wang, J. B.; Wang, Y. L. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 13072.
27. Kang, D. K.; Corno, J. A.; Gole, J. L.; Shin, H. C. J. Electrochem. Soc. 2008, 155, A276.
28. Kim, H.; Han, B.; Choo, J.; Cho, J. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 2008, 47, 10151.
29. Peng, K. Q.; Jie, J. S.; Zhang, W. J.; Lee, S. T. Appl. Phys. Lett. 2008, 93, 033105.
30. Peng, K. Q.; Wang, X.; Lee, S. T. Appl. Phys. Lett. 2008, 92, 163103.
31. Peng, K. Q.; Wang, X.; Wu, X. L.; Lee, S. T. Nano Lett. 2009, 9, 3704.
32. Peng, K. Q.; Wang, X.; Lee, S. T. Appl. Phys. Lett. 2009, 95, 243112.
33. Kolasinski, K. W. Curr. Opin. Solid State Mater. Sci. 2005, 9, 73.
34. Dimova-Malinovska, D.; Sendova-Vassileva, M.; Tzenov, N.; Kamenova, M. Thin Solid Films 1997, 297, 9.
35. Ashruf, C. M. A.; French, P. J.; Bressers, P. M. M. C.; Kelly, J. J. Sens. Actuators, A 1999, 74, 118.
36. Xia, X. H.; Ashruf, C. M. A.; French, P. J.; Kelly, J. J. Chem. Mater. 2000, 12, 1671.
37. Li, X.; Bohn, P. W. Appl. Phys. Lett. 2000, 77, 2572.
38. Harada, Y.; Li, X.; Bohn, P. W.; Nuzzo, R. G. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 8709.
39. Chattopadhyay, S.; Li, X.; Bohn, P. W. J. Appl. Phys. 2002, 91, 6134.
40. Chattopadhyay, S.; Bohn, P. W. J. Appl. Phys. 2004, 96, 6888.
41. Splinter, A.; Stürmann, J.; Benecke, W. Mater. Sci. Eng., C 2001, 15, 109.
42. Gorostiza, P.; Díaz, R.; Kulandainathan, M. A.; Sanz, F.; Morante, J. R. J. Electroanal. Chem. 1999, 469, 48.
43. Gorostiza, P.; Anbu Kulandainathan, M.; Díaz, R.; Sanz, F.; Allongue, P.; Morante, J. R. J. Electrochem. Soc. 2000, 147, 1026.
44. Gorostiza, P.; Allongue, P.; Díaz, R.; Morante, J. R.; Sanz, F. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 6454.
45. Chartier, C.; Bastide, S.; Levy-Clement, C. Electrochim. Acta 2008, 53, 5509.
46. Peng, K.-Q.; Yan, Y.-J.; Gao, S.-P.; Zhu, J. Adv. Mater. 2002, 14, 1164.
47. Peng, K.; Yan, Y.; Gao, S.; Zhu, J. Adv. Funct. Mater. 2003, 13, 127.
48. Peng, K. Q.; Huang, Z. P.; Zhu, J. Adv. Mater. 2004, 16, 73.
49. Peng, K. Q.; Wu, Y.; Fang, H.; Zhong, X. Y.; Xu, Y.; Zhu, J. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 2005, 44, 2737.
50. Peng, K. Q.; Hu, J. J.; Yan, Y. J.; Wu, Y.; Fang, H.; Xu, Y.; Lee, S. T.; Zhu, J. Adv. Funct. Mater. 2006, 16, 387.
51. Peng, K. Q.; Zhang, M. L.; Lu, A. J.; Wong, N. B.; Zhang, R. Q.; Lee, S. T. Appl. Phys. Lett. 2007, 90, 163123.
52. Chan, C. K.; Peng, H. L.; Liu, G.; McIlwrath, K.; Zhang, X. F.; Huggins, R. A.; Cui, Y. Nature Nanotechnol. 2008, 3, 31.
53. Zhang, M.-L.; Peng, K.-Q.; Fan, X.; Jie, J.-S.; Zhang, R.-Q.; Lee, S.-T.; Wong, N.-B. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 4444.
54. Peng, K. Q.; Lu, A. J.; Zhang, R. Q.; Lee, S. T. Adv. Func. Mater. 2008, 18, 3026.
55. Peng, K. Q.; Wang, X.; Wu, X. L.; Lee, S. T. Appl. Phys. Lett. 2009, 95, 143119.
56. Robbins, H.; Schwartz, B. J. Electrochem. Soc. 1959, 106, 505.
57. Robbins, H.; Schwartz, B. J. Electrochem. Soc. 1960, 107, 108.
58. Robbins, H.; Schwartz, B. J. Electrochem. Soc. 1961, 108, 365.
59. Turner, D. R. J. Electrochem. Soc. 1960, 107, 810.
60. Nahidi, M.; Kolasinski, K. W. J. Electrochem. Soc. 2006, 153, C19.
61. Peng, K. Q.; Zhu, J. Electrochim. Acta 2004, 49, 2563.
62. Peng, K. Q.; Fang, H.; Hu, J. J.; Wu, Y.; Zhu, J.; Yan, Y. J.; Lee, S. Chem.s Eur. J. 2006, 12, 7942.
63. Tsujino, K.; Matsumura, M. Electrochem. Solid State Lett. 2005, 8, C193.
64. Tsujino, K.; Matsumura, M. Adv. Mater. 2005, 17, 1045.
65. Lehmann, V. Electrochemistry of Silicon: Instrumentation, Science, Materials and Applications; Wiley-VCH: Weinheim, 2002.
66. Carstensen, J.; Christophersen, M.; Föll, H. Mater. Sci. Eng., B 2000, 69-70, 23.
67. Föll, H.; Christophersen, M.; Carstensen, J.; Hasse, G. Mater. Sci. Eng., R 2002, 39, 93.
68. Smith, R. L.; Collins, S. D. J. Appl. Phys. 1992, 71, R1.
69. Langa, S.; Carstensen, J.; Christophersen, M.; Steen, K.; Frey, S.; Tiginyanu, I. M.; Föll, H. J. Electrochem. Soc. 2005, 152, C525.
70. Macak, J. M.; Tsuchiya, H.; Ghicov, A.; Yasuda, K.; Hahn, R.; Bauer, S.; Schmuki, P. Curr. Opin. Solid State Mater. Sci. 2007, 11, 3.
71. Chik, H.; Xu, J. M. Mater. Sci. Eng., R 2004, 43, 103.
72. Lehmann, V.; Gösele, U. Appl. Phys. Lett. 1991, 58, 856.
73. Gerischer, H. Principles of Electrochemistry. In The CRC Handbook of Solid State Electrochemistry; Gellings, P., Bouwmeester, H., Eds.; CRC Press: Boca Raton, 1997; p 9.
74. van Buuren, T.; Dinh, L. N.; Chase, L. L.; Siekhaus, W. J.; Terminello, L. J. Phys. Rev. Lett. 1998, 80, 3803.
75. Cullis, A. G.; Canham, L. T.; Calcott, P. D. J. J. Appl. Phys. 1997, 82, 909.
76. Morrison, S. R. Electrochemistry at Semiconductor and Oxidized Metal Electrodes; Plenum: New York, 1980.
77. Lundqvist, B. I.; Hellman, A.; Zorić, I. Electron Transfer and Nonadiabaticity. In Handbook of Surface Science: Dynamics; Hasselbrink, E., Lundqvist, I., Eds.; Elsevier: Amsterdam, 2008; Vol. 3; p 429.
78. CRC Handbook of Chemistry and Physics; 91st ed.; Haynes, W. M., Ed.; CRC Press: Boca Raton, FL, 2010; Vol. 91.
79. Good, W. D.; Lacina, J. L.; De Prater, B. L.; McCullough, J. P. J. Phys. Chem. 1964, 68, 579.
80. Judge, J. S. J. Electrochem. Soc. 1971, 118, 1772.
81. Zhang, R. Q.; Zhao, Y. L.; Teo, B. K. Phys. Rev. B 2004, 69, 125319.
82. Halimaoui, A. Surf. Sci. 1994, 306, L550.
83. Hu, S. M.; Kerr, D. R. J. Electrochem. Soc. 1967, 114, 414.
84. Proksche, H.; Nagorsen, G.; Ross, D. J. Electrochem. Soc. 1992, 139, 521.
85. Ubara, H.; Imura, T.; Hiraki, A. Solid State Commun. 1984, 50, 673.
86. Burrows, V. A.; Chabal, Y. J.; Higashi, G. S.; Raghavachari, K.; Christman, S. B. Appl. Phys. Lett. 1988, 53, 998.
87. Baum, T.; Schiffrin, D. J. J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1998, 94, 691.
88. Allongue, P.; Costa-Kieling, V.; Gerischer, H. J. Electrochem. Soc. 1993, 140, 1009.
89. Allongue, P.; Costa-Kieling, V.; Gerischer, H. J. Electrochem. Soc. 1993, 140, 1018.
90. Faggin, M. F.; Green, S. K.; Clark, I. T.; Queeney, K. T.; Hines, M. A. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 11455.
91. Hines, M. A. Annu. Rev. Phys. Chem. 2003, 54, 29.
92. Kolasinski, K. W. Phys. Chem. Chem. Phys. 2003, 5, 1270.
93. Jakob, P.; Chabal, Y. J.; Raghavachari, K.; Becker, R. S.; Becker, A. J. Surf. Sci. 1992, 275, 407.
94. Allongue, P.; Kieling, V.; Gerischer, H. Electrochim. Acta 1995, 40, 1353.
95. Allongue, P.; Henry de Villeneuve, C.; Morin, S.; Boukherroub, R.; Wayner, D. D. M. Electrochim. Acta 2000, 45, 4591.
96. Munford, M. L.; Cortes, R.; Allongue, P. Sens. Mater. 2001, 13, 259.
97. Zanoni, R.; Righini, G.; Mattogno, G.; Schirone, L.; Sotgiu, G.; Rallo, F. J. Lumin. 1998, 80, 159.
98. Steinert, M.; Acker, J.; Henssge, A.; Wetzig, K. J. Electrochem. Soc. 2005, 152, C843.
99. Steinert, M.; Acker, J.; Krause, M.; Oswald, S.; Wetzig, K. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 11377.
100. Steinert, M.; Acker, J.; Oswald, S.; Wetzig, K. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 2133.
101. Steinert, M.; Acker, J.; Wetzig, K. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 14139.
102. Lewerenz, H. J.; Aggour, M.; Murrell, C.; Kanis, M.; Jungblut, H.; Jakubowicz, J.; Cox, P. A.; Campbell, S. A.; Hoffmann, P.; Schmeisser, D. J. Electrochem. Soc. 2003, 150, E185.
103. Kolasinski, K. W.; Hartline, J. D.; Kelly, B. T.; Yadlovskiy, J. Mol. Phys. 2010, 108, 1033.
104. Kolasinski, K. W. Surf. Sci. 2009, 603, 1904.
105. Kolasinski, K. W. Growth and Etching of Semiconductors. In Handbook of Surface Science: Dynamics; Hasselbrink, E., Lundqvist, I., Eds.; Elsevier: Amsterdam, 2008; Vol. 3; p 787.
106. Kooij, E. S.; Butter, K.; Kelly, J. J. Electrochem. Solid State Lett. 1999, 2, 178.
107. Koker, L.; Kolasinski, K. W. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 3864.
108. Dudley, M. E.; Kolasinski, K. W. Phys. Status Solidi A 2009, 206, 1240.
109. Dudley, M. E.; Kolasinski, K. W. Electrochem. Solid State Lett. 2009, 12, D22.
110. Lee, C.; Koker, L.; Kolasinski, K. W. Appl. Phys. A: Mater. Sci. Process. 2000, 71, 77.
111. Kolasinski, K. W.; Aindow, M.; Barnard, J. C.; Ganguly, S.; Koker, L.; Wellner, A.; Palmer, R. E.; Field, C.; Hamley, P.; Poliakoff, M. J. Appl. Phys. 2000, 88, 2472.
112. Hamilton, B.; Jacobs, J.; Hill, D. A.; Pettifer, R. F.; Teehan, D.; Canham, L. T. Nature (London) 1998, 393, 443.
113. Zhang, X. G.; Collins, S. D.; Smith, R. L. J. Electrochem. Soc. 1989, 136, 1561.
114. Chazalviel, J. N.; Ozanam, F. J. Electrochem. Soc. 1992, 139, 2501.
115. Ozanam, F.; Blanchard, N.; Chazalviel, J. N. Electrochim. Acta 1993, 38, 1627.
116. Lewerenz, H. J. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 2421.
117. Grzanna, J.; Notz, T.; Lewerenz, H. J. Phys. Status Solidi C 2009, 6, 1639.
118. Grzanna, J.; Notz, T.; Lewerenz, H. J. ECS Trans. 2008, 16, 173.
119. Rao, A. V.; Ozanam, F.; Chazalviel, J.-N. J. Electrochem. Soc. 1991, 138, 153.
120. Chazalviel, J.-N.; Ozanam, F. J. Appl. Phys. 1997, 81, 7684.
121. da Fonseca, C.; Ozanam, F.; Chazalviel, J.-N. Surf. Sci. 1996, 365, 1.
122. Safi, M.; Chazalviel, J.-N.; Cherkaoui, M.; Belaïdi, A.; Gorochov, O. Electrochim. Acta 2002, 47, 2573.
123. Bressers, P. M. M. C.; Pagano, S. A. S. P.; Kelly, J. J. J. Electroanal. Chem. 1995, 391, 159.
124. Bressers, P. M. M. C.; Kelly, J. J.; Gardeniers, J. G. E.; Elwenspoek, M. J. Electrochem. Soc. 1996, 143, 1744.
125. Gräf, D.; Grundner, M.; Schulz, R. J. Vac. Sci. Technol., A 1989, 7, 808.
126. Ogata, Y. H.; Kato, F.; Tsuboi, T.; Sakka, T. J. Electrochem. Soc. 1998, 145, 2439.
127. Ogata, Y.; Niki, H.; Sakka, T.; Iwasaki, M. J. Electrochem. Soc. 1995, 142, 1595.
128. Gupta, P.; Dillon, A. C.; Bracker, A. S.; George, S. M. Surf. Sci. 1991, 245, 360.
129. Neuwald, U.; Feltz, A.; Memmert, U.; Behm, R. J. J. Appl. Phys. 1995, 78, 4131.
130. Belaïdi, A.; Safi, M.; Ozanam, F.; Chazalviel, J.-N.; Gorochov, O. J. Electrochem. Soc. 1999, 146, 2659.
131. Koker, L.; Wellner, A.; Sherratt, P. A. J.; Neuendorf, R.; Kolasinski, K. W. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 4424.