I fisici dell'Università statale di Mosca Lomonosov hanno elaborato un metodo nuovo e più ecologico per ottenere nanofili di silicio che sostituisce l'acido fluoridrico (HF) con il fluoruro di ammonio (NH ₄ F).

I nanofili di silicio sono semplificati, nanostrutture parallele che assomigliano a fili. Il diametro del nanofilo varia da 50 a 200 nm, e la distanza tra le strutture va da 100 a 500 nm. lunghezza del nanofilo, a seconda del tempo di attacco, può essere da 100 nm fino a decine di micron. I nanofili di silicio hanno applicazioni in micro e optoelettronica, fotonica, PV, e sensoriale, e biomedicina:le nanostrutture di silicio sono materiali biodegradabili, il che significa che si decompongono all'interno di un organismo dopo un periodo di tempo. Inoltre, in concentrazioni limitate, le nanostrutture non sono tossiche. Però, acido fluoridrico (HF), che viene utilizzato in un metodo convenzionale per produrre nanofili di silicio, è estremamente tossico.

Ora, i nanofili di silicio possono essere realizzati tramite l'attacco chimico di un wafer di silicio, in un processo mediante il quale nanoparticelle metalliche (ad esempio, nanoparticelle d'argento) attivano l'incisione.

Kirill Gonchar, un ricercatore junior presso l'Università statale di Mosca Lomonosov, descrive il processo:"Abbiamo utilizzato un metodo di incisione in due fasi. Nella prima fase, nanoparticelle d'argento sono state depositate sulla superficie di un wafer di silicio. Questa deposizione non ha prodotto uno strato di livello, ma piuttosto diverse regioni insulari. Nella seconda fase, il wafer di silicio è stato inciso nei punti ricoperti d'argento. A causa di ciò, il silicio esposto si è trasformato in nanofili mentre le nanoparticelle d'argento cadevano nel foglio di silicone. E più lungo è il processo di incisione, più lunghi sono i nanofili in uscita. Alla fine, l'argento è stato rimosso con l'aiuto di acido nitrico."

I ricercatori dell'Università statale di Mosca Lomonosov hanno sostituito l'acido fluoridrico pericoloso e tossico con fluoruro di ammonio in tutte le fasi dell'incisione chimica. Inoltre, hanno studiato le proprietà ottiche dei nanofili di silicio prodotti con questo metodo e li hanno confrontati con i nanofili prodotti convenzionalmente con acido fluoridrico.

Kirill Gonchar spiega come è emersa l'idea di utilizzare il fluoruro di ammonio nella sintesi dei nanofili:"L'idea dell'applicazione del fluoruro di ammonio non era nuova, è stato preso in prestito da metodi sperimentali per ottenere silicio poroso che hanno avuto luogo 20 anni fa. Allora si usava anche il fluoruro di ammonio, invece dell'acido fluoridrico. Ci sono stati progetti simili in cui sono stati prodotti nanofili in fluoruro di ammonio, ma non c'è stata alcuna sostituzione in tutte le fasi dell'incisione. Abbiamo studiato le proprietà ottiche dei nanofili che abbiamo ottenuto e abbiamo dimostrato che non differiscono molto dai nanofili ottenuti con il metodo convenzionale".

Nanofili di silicio, prodotto da incisione assistita da metallo, potrebbe essere utilizzato per la creazione di nuovi dispositivi fotonici e sensori a base di silicio. Kirill Gonchar afferma che i nanofili sono promettenti come elementi sensoriali di sensori ottici per diverse sostanze. Ciò accade a causa dell'aumento dell'intensità del segnale dell'effetto Raman, che è una "impronta digitale" di una sostanza; è dovuto anche alla sensibilità alla presenza di gas diversi, ad esempio, ossigeno.

Inoltre, strutture contenenti nanofili di silicio potrebbero essere utilizzate in rivestimenti antiriflesso per celle solari. Mentre il silicio ordinario riflette circa il 30 percento della luce nell'intervallo visibile, i nanofili di silicio riflettono circa il 2%.