금속 보조 화학적 식각 (MACE)

Ag 촉매 기반의 습식 식각 공정으로, Si 나노구조체를 제조하며 시그모이드형 길이–시간 성장 동역학을 나타낸다. p형 Si를 0.02 M AgNO₃ / 5 M HF 용액에 침지하면, Ag⁺의 갈바닉 환원이 Si 산화를 유도하고, HF가 생성된 Si 산화물을 용해하며, 형성된 Ag 입자가 방향성을 가지고 수직 하방으로 식각을 진행한다 (see Sim et al., J. Mater. Chem. A (2013), pp. 3–4).

초기 배양 단계에서는 Ag 입자의 측면 확산이 일어나며 (SEM에서 불규칙한 표면 궤적으로 관찰됨), 이후 빠른 수직 침투가 진행되다가, Ag 잔류물 축적으로 인해 HF/Ag⁺의 피트 저면 접근이 차단되면서 ~300 min 이상에서 포화된다. 길이–시간 곡선은 Avrami 시그모이드에 부합하며, 다공성 → NW 전이는 해당 조건에서 ~120 min에 발생한다 (see Sim et al., J. Mater. Chem. A (2013), Fig. 1e).

이 공정은 p-type-Si-substrate에서 silicon-nanowire-photocathode로 이어지는 유일한 제조 경로이며, 최종적으로 형성된 NW의 길이는 nanostructure-enhanced-PEC를 통해 PEC 성능을 결정한다.