Công nghệ chế tạo vật liệu xốp và cơ chế ăn mòn xốp
2.2.2.Chất điện phân được sử dụng trong ăn mòn anốt
Có ba kiểu dung dịch chất điện phân chính ngày nay được sử dụng để anốt hóa là dung dịch điện phân nước, dung dịch điện phân hữu cơ và dung dịch ôxi hóa anốt.
-Dung dịch điện phân nước là dung dịch mà dung môi để hòa tan chất ăn mòn là nước. Dung dịch này cũng có thể được bổ sung thêm ethanol, axít acetic, và/hoặc các chất khác để giảm sức căng bề mặt, thay đổi độ pH, độ nhớt hoặc bất cứ chất nào khác để tạo ra được lớp xốp như mong muốn.
-Dung dịch điện phân hữu cơ là dung dịch mà dung môi để hòa tan chất ăn mòn là chất hữu cơ. Có một số lượng lớn các dung môi hữu cơ đã được sử dụng, ví
41
dụ khi ăn mòn anốt Si thì các dung dịch hữu cơ nổi bật nhất là acetonitrile (MeCN), dimethylformamide (DMF) và dimethylsulfoxide (DMSO). Tuy nhiên trong dung dịch này vẫn có thể có nước vì một số loại chất ăn mòn ví dụ như axít HF thường chứa tới gần 50% là nước. Ở đây lưu ý trường hợp dung dịch HF/etanol là dung dịch điện phân nước chứ không phải dung dịch điện phân hữu cơ.
-Dung dịch điện phân cho sự ôxi hóa anốt là dung dịch điện phân không chứa các chất ăn mòn mà chỉ có các chất ôxy hóa. Ví dụ, khi ôxi hóa anốt Si người ta thường dùng dung dịch như HCl, HNO3,… Với dung dịch này, sau quá trình điện phân sẽ có một lớp silic ôxít hình thành trên mặt mẫu và gần như không có sự ăn mòn tạo xốp. Do sự hình thành của lớp ôxít nên hiệu điện thế giữa bề mặt mẫu và dung dịch luôn luôn tăng nếu ta giữ dòng điện hóa không đổi trong suốt quá trình điện hóa. Đây chính là một bằng chứng để chứng minh sự hình thành của ôxít trên bề mặt mẫu trong quá trình ăn mòn anốt.
Đối với quá trình ăn mòn anốt tạo xốp Si và SiC, do đòi hỏi sự hòa tan của chất bán dẫn để tạo xốp nên dung dịch ăn mòn được sử dụng chủ yếu là dung dịch HF. Điều này không có nghĩa là nó chỉ được tạo thành chỉ từ hỗn hợp của nước với HF mà dung dịch này còn thể là dung dịch của các muối florua hòa tan được trong nước (ví dụ như NH4F).