Synthesis and characterization of porous silicon as hydroxyapatite host matrix of biomedical applications Academic Article

journal

  • PLoS One

abstract

  • En este trabajo, se prepararon muestras de silicio poroso mediante grabado electroquímico en obleas de silicio (Si) tipo p (dopadas con B). Las concentraciones de solución de ácido fluorhídrico (HF)-etanol (C2H5OH)[HF:Et] y ácido fluorhídrico (HF)-dimetilformamida (DMF-C3H7NO)[HF:DMF] variaron entre[1:2]-[1:3] y[1:7]-[1:9], respectivamente. Los efectos de los parámetros de síntesis, como la densidad de corriente, las concentraciones de solución, el tiempo de reacción, sobre las propiedades morfológicas se estudiaron mediante microscopía electrónica de barrido (SEM) y microscopía de fuerza atómica (AFM). Se obtuvieron tamaños de poros que variaban de 20 nm a micrómetros para tiempos de reacción largos y concentraciones de[HF:Et][1:2]; mientras que se observaron tamaños de poros en el mismo orden para[HF:DMF][1:7], pero para tiempos de reacción más cortos. Se obtuvo una mayor uniformidad superficial y distribución de poros para una densidad de corriente de alrededor de 8 mA/cm2 utilizando soluciones con DMF. Se presenta una correlación entre las medidas de reflectancia y el tamaño de los poros. Las muestras de silicio poroso se utilizaron como sustrato para el crecimiento de hidroxiapatita por el método sol-gel. Se utilizó difracción de rayos X (DRX) y SEM para caracterizar las capas cultivadas. Se encontró que la topografía de la capa obtenida en muestras de PS se caracterizó por la evidencia de hidroxiapatita en las regiones interporosas y sobre la superficie.
  • In this work, porous-silicon samples were prepared by electrochemical etching on p-type (Bdoped) Silicon (Si) wafers. Hydrofluoric acid (HF)-ethanol (C2H5OH) [HF:Et] and Hydrofluoric acid (HF)-dimethylformamide (DMF-C3H7NO) [HF:DMF] solution concentrations were varied between [1:2]-[1:3] and [1:7]-[1:9], respectively. Effects of synthesis parameters, like current density, solution concentrations, reaction time, on morphological properties were studied by scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM) measurements. Pore sizes varying from 20 nm to micrometers were obtained for long reaction times and [HF:Et] [1:2] concentrations; while pore sizes in the same order were observed for [HF:DMF] [1:7], but for shorter reaction time. Greater surface uniformity and pore distribution was obtained for a current density of around 8 mA/cm2 using solutions with DMF. A correlation between reflectance measurements and pore size is presented. The porous-silicon samples were used as substrate for hydroxyapatite growth by sol-gel method. X-ray diffraction (XRD) and SEM were used to characterize the layers grown. It was found that the layer topography obtained on PS samples was characterized by the evidence of Hydroxyapatite in the inter-pore regions and over the surface.

publication date

  • 2017/3/1

edition

  • 12

keywords

  • 1-deoxy-1-morpholinofructose
  • Atomic Force Microscopy
  • Atomic force microscopy
  • Current density
  • Dimethylformamide
  • Durapatite
  • Electrochemical etching
  • Electron Scanning Microscopy
  • Ethanol
  • Gels
  • Growth
  • Hydrofluoric Acid
  • Polymethyl Methacrylate
  • Pore size
  • Porous silicon
  • Reflectometers
  • Scanning electron microscopy
  • Silicon
  • Silicon wafers
  • Sol-gel process
  • Substrates
  • Topography
  • X ray diffraction
  • X-Ray Diffraction
  • X-ray diffraction
  • atomic force microscopy
  • dimethylformamide
  • ethanol
  • gels
  • hydrofluoric acid
  • hydroxyapatite
  • methodology
  • reflectance
  • sampling
  • scanning electron microscopy
  • silicon
  • synthesis
  • topography

International Standard Serial Number (ISSN)

  • 1932-6203