結構生物化學/無機化學/類金屬
- 硼 (B)
- 矽 (Si)
- 鍺 (Ge)
- 砷 (As)
- 銻 (Sb)
- 碲 (Te)
類金屬是元素週期表中第 13-16 族的一部分。類金屬，也稱為準金屬，在某些方面類似於金屬，在其他方面則類似於非金屬。因此，它們的大多數性質在元素之間處於中間狀態。例如，它們的電負性和電離能通常位於金屬和非金屬之間。其他性質，如沸點、熔點和密度，變化很大。類金屬因其中間的導電性而尤為重要，這使它們成為半導體的基礎。
Arthur Uhlir Jr. 和 Ingeborg Uhlir 於 1956 年偶然發現了多孔矽。它發生在美國貝爾實驗室。他們的實驗涉及開發矽的表面和形狀；然而，在幾次測試試驗中，測試中的矽在其表面形成了不想要的彩色層，例如黑色和紅色。這種失誤被忽略，並且在 20 多年裡沒有得到認可。
到 1980 年代末，科學界注意到多孔矽的發現。一位名叫 Leigh Canham 的研究分析師評論說，多孔矽的發現被證明對量子限制有一些影響和優勢。在 1990 年代進行的實驗和測試之後，結果表明多孔矽能夠在化學溶解中發出光。科學界對此更加感興趣，並在 1990 年代的其餘時間裡進行了大量的實驗。
多孔矽研究領域的應用實際上是基於多孔二氧化矽晶片，該晶片通常在晶片上具有 40 奈米至 70 奈米的非規則孔。在孔的內部，氧化多孔矽的表面上有負電荷。這些負電荷已被用於在醫療目的中結合蛋白質。孔的大小主要取決於蝕刻過程中的電流強度。矽片的電阻和矽片的表面積也會影響孔的大小。矽片在高 pH 值下不穩定。pH 條件高於 7 會導致矽片溶解。矽片在 pH 4~7 之間具有穩定且帶負電荷的表面。
多孔矽圖片
http://sailorgroup.ucsd.edu/research/images/pSi_xsectionTHN.JPG
孔隙率的定義是 pSi 層中空隙的比例，可以透過重量測量來確定。孔隙率取決於電流密度、HF 濃度和矽層的厚度。矽片的孔隙率範圍在 4% 到 95% 之間。多孔矽層在中等至低孔隙率條件下更穩定。孔隙率的公式為：P=[(V0-V)/V0]=[1-V/V0]=(1-P0/P)×100%
根據矽孔的大小，多孔矽層分為三類：大孔、中孔和小孔。
大孔定義為孔寬小於 2 奈米。
中孔定義為孔寬在 2 奈米到 50 奈米之間。
小孔定義為孔寬大於 50 奈米。
1.3 釐米 * 1.3 釐米矽片的示例
多孔矽蝕刻儀器的圖片
http://sailorgroup.ucsd.edu/research/images/etch_cell_schematic.gif
準備
準備水性 HF (48%)、乙醇 (99.9%)、高摻雜 p 型矽片（通常電阻率範圍為 0.0008 到 0.001 Ω-cm）、一塊鋁箔和帶有鉑對電極的聚四氟乙烯蝕刻槽。
程式
1、取 30 毫升 HF 和 10 毫升乙醇，輕輕混合溶液。
2、將矽片切割成 1.3 釐米 * 1.3 釐米的碎片，鋁箔切割成 5.0 釐米 * 2.0 釐米的碎片。
3、按圖示順序設定矽片，並檢查聚四氟乙烯蝕刻槽的氣密性。
4、將聚四氟乙烯蝕刻槽放在蝕刻區域的操作平臺上，並調整蝕刻環和聚四氟乙烯蝕刻槽的位置。
5、將 HF/乙醇混合溶液加入聚四氟乙烯蝕刻槽中，直至完全浸沒蝕刻環。
6、使用計算機軟體設定時間和電流強度，然後開始蝕刻。（通常研究人員會蝕刻兩次。第一次只蝕刻 5 秒，然後沖洗晶片，讓晶片與 NaOH 反應以清潔矽片的表面。第二次，研究人員會將計算機資料設定為他們真正想要在研究中獲得的資料。以示例中介紹的晶片為例，可能拋光晶片的電流強度高於 800 毫安。）
7、用乙醇沖洗矽片兩次，然後用氮氣槍乾燥晶片。（為了減少蒸發過程中造成的損壞，有時研究人員會使用戊烷代替乙醇，戊烷具有更高的表面張力。）
8、使用計算機軟體 Fringe 獲取資料，並在空氣和乙醇情況下儲存所有晶片的圖片。
9、在空氣中將矽片在 750 °C 的管式爐中氧化 1 小時，然後讓其冷卻至室溫。
1. Canham, L. T. 1993, A glowing future for silicon, 新科學家。
2. Sailor Group 網站：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（網路）：2008 年 11 月 8 日
4. Michelle Y. Chen 和 Michael J. Sailor，“奈米結構介孔二氧化矽光學薄膜中蛋白質的電荷門控傳輸”
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)。現代化學原理，第 6 版，ISBN0-534-49366-1。