结构生物化学/无机化学/类金属
- 硼 (B)
- 硅 (Si)
- 锗 (Ge)
- 砷 (As)
- 锑 (Sb)
- 碲 (Te)
类金属是元素周期表中第 13-16 族的一部分。类金属，也称为准金属，在某些方面类似于金属，在其他方面则类似于非金属。因此，它们的大多数性质在元素之间处于中间状态。例如，它们的电负性和电离能通常位于金属和非金属之间。其他性质，如沸点、熔点和密度，变化很大。类金属因其中间的导电性而尤为重要，这使它们成为半导体的基础。
Arthur Uhlir Jr. 和 Ingeborg Uhlir 于 1956 年偶然发现了多孔硅。它发生在美国贝尔实验室。他们的实验涉及开发硅的表面和形状；然而，在几次测试试验中，测试中的硅在其表面形成了不想要的彩色层，例如黑色和红色。这种失误被忽略，并且在 20 多年里没有得到认可。
到 1980 年代末，科学界注意到多孔硅的发现。一位名叫 Leigh Canham 的研究分析师评论说，多孔硅的发现被证明对量子限制有一些影响和优势。在 1990 年代进行的实验和测试之后，结果表明多孔硅能够在化学溶解中发出光。科学界对此更加感兴趣，并在 1990 年代的其余时间里进行了大量的实验。
多孔硅研究领域的应用实际上是基于多孔二氧化硅芯片，该芯片通常在芯片上具有 40 纳米至 70 纳米的非规则孔。在孔的内部，氧化多孔硅的表面上有负电荷。这些负电荷已被用于在医疗目的中结合蛋白质。孔的大小主要取决于蚀刻过程中的电流强度。硅片的电阻和硅片的表面积也会影响孔的大小。硅片在高 pH 值下不稳定。pH 条件高于 7 会导致硅片溶解。硅片在 pH 4~7 之间具有稳定且带负电荷的表面。
多孔硅图片
http://sailorgroup.ucsd.edu/research/images/pSi_xsectionTHN.JPG
孔隙率的定义是 pSi 层中空隙的比例，可以通过重量测量来确定。孔隙率取决于电流密度、HF 浓度和硅层的厚度。硅片的孔隙率范围在 4% 到 95% 之间。多孔硅层在中等至低孔隙率条件下更稳定。孔隙率的公式为：P=[(V0-V)/V0]=[1-V/V0]=(1-P0/P)×100%
根据硅孔的大小，多孔硅层分为三类：大孔、中孔和小孔。
大孔定义为孔宽小于 2 纳米。
中孔定义为孔宽在 2 纳米到 50 纳米之间。
小孔定义为孔宽大于 50 纳米。
1.3 厘米 * 1.3 厘米硅片的示例
多孔硅蚀刻仪器的图片
http://sailorgroup.ucsd.edu/research/images/etch_cell_schematic.gif
准备
准备水性 HF (48%)、乙醇 (99.9%)、高掺杂 p 型硅片（通常电阻率范围为 0.0008 到 0.001 Ω-cm）、一块铝箔和带有铂对电极的聚四氟乙烯蚀刻槽。
程序
1、取 30 毫升 HF 和 10 毫升乙醇，轻轻混合溶液。
2、将硅片切割成 1.3 厘米 * 1.3 厘米的碎片，铝箔切割成 5.0 厘米 * 2.0 厘米的碎片。
3、按图示顺序设置硅片，并检查聚四氟乙烯蚀刻槽的气密性。
4、将聚四氟乙烯蚀刻槽放在蚀刻区域的操作平台上，并调整蚀刻环和聚四氟乙烯蚀刻槽的位置。
5、将 HF/乙醇混合溶液加入聚四氟乙烯蚀刻槽中，直至完全浸没蚀刻环。
6、使用计算机软件设置时间和电流强度，然后开始蚀刻。（通常研究人员会蚀刻两次。第一次只蚀刻 5 秒，然后冲洗芯片，让芯片与 NaOH 反应以清洁硅片的表面。第二次，研究人员会将计算机数据设置为他们真正想要在研究中获得的数据。以示例中介绍的芯片为例，可能抛光芯片的电流强度高于 800 毫安。）
7、用乙醇冲洗硅片两次，然后用氮气枪干燥芯片。（为了减少蒸发过程中造成的损坏，有时研究人员会使用戊烷代替乙醇，戊烷具有更高的表面张力。）
8、使用计算机软件 Fringe 获取数据，并在空气和乙醇情况下保存所有芯片的图片。
9、在空气中将硅片在 750 °C 的管式炉中氧化 1 小时，然后让其冷却至室温。
1. Canham, L. T. 1993, A glowing future for silicon, 新科学家。
2. Sailor Group 网站：http://sailorgroup.ucsd.edu/research/porous_Si_intro.html
3. Elizabeth C. Wu, Ji-Ho Park, Jennifer Park, Ester Segal, Fre#de#rique Cunin, and Michael J. Sailor, "Oxidation-Triggered Release of Fluorescent Molecules or Drugs from Mesoporous Si Microparticles", ACS Nano, 2008, 2 (11), 2401-2409 • 出版日期（网络）：2008 年 11 月 8 日
4. Michelle Y. Chen 和 Michael J. Sailor，“纳米结构介孔二氧化硅光学薄膜中蛋白质的电荷门控传输”
5. Jennifer S. Andrew, Emily J. Anglin, Elizabeth C. Wu, Michelle Y. Chen, Lingyun Cheng, William R. Freeman, and Michael J. Sailor, "Sustained Release of a Monoclonal Antibody from Electrochemically Prepared Mesoporous Silicon Oxide"
6.https://en.wikipedia.org/wiki/Porous_silicon
7.http://baike.baidu.com/view/653736.htm
8. Oxtoby, David. (2008)。现代化学原理，第 6 版，ISBN0-534-49366-1。