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Cuando se forma una capa relativamente inerte de un material sobre otro nombramos al fenómeno pasivación. El siliceno puede pasivarse con el hidrógeno, el cual muestra cambios en su estructura de bandas, y la hidrogenación total del siliceno es capaz de cambiar las propiedades electrónicas del material (Osborn et al., 2011, Zhang, Li, Hu, Wu, y Zhu, 2012). A su vez, la incorporación de hidrógeno al material es posible realizar reacciones vía radicales libres sobre el siliceno, representadas de la siguiente manera (Linford y Chidsey, 1993):

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Las nanociencias nacen como el estudio de los fenómenos que tienen lugar en sistemas de dimensiones nanométricas. En este aspecto lo nano se encuentra muy próximo a las escalas en que se trabaja en química, biología y algunas ramas de la física. En 1959 Richard Feynman, premio Nobel de física en 1965, dio una charla llamada “There is plenty of room at the bottom”, en la cual habló de las consecuencias de manipular la materia a escala nanométrica y de posibles aplicaciones. Sin embargo el estudio de los sistemas nanométricos y superficies tuvo auge hasta la década de los 80's con el desarrollo del microscopio de efecto túnel (STM), el microscopio electrónico y el microscopio de fuerza atómica (AFM)(Lindsay, 2008).

Los sistemas bidimensionales como los nanotubos y fulerenos han sido ampliamente estudiados debido a que presentan propiedades eléctricas muy interesantes. El grafeno, forma alotrópica del carbono, se conforma de átomos de carbono dispuestos en una red hexagonal y constituye cada una de las capas que forman al grafito.

El grafeno se conoce desde el siglo XX, y el primer artículo con dicha palabra en el título se publicó en 1994, por lo que se piensa que dicho término entró en uso por esas fechas. No obstante se encontraban únicamente estudios teóricos sobre el material debido a que no había podido sintetizarse o aislarse a partir del grafito. No fue hasta el 2004 donde los físicos rusos Andre Geim y Konstantin Novoselov de la Universidad de Manchester pudieron aislar una monocapa de grafeno a partir de grafito, lo que les valió el Premio Nobel de física en el 2010. Debido a sus propiedades eléctricas y mecánicas el grafeno ha sido ampliamente estudiado y el material se ha posicionado como uno de los nanomateriales con el mayor número de aplicaciones (Rubio y Takeuchi, 2013).

El grafeno es un material con baja resistencia laminar y alta transmitancia (30Ω y 97.7% por capa, respectivamente) que lo hace atractivo para usarse en pantallas táctiles, tinta electrónica y OLEDs (Novoselov et al., 2012). Sin embargo, para sustituir las tecnologías basadas en el silicio el grafeno presenta problemas debido a que se tienen que rediseñar los procesos de fabricación para implementarlo en la industria (Houssa, Pourtois, Afanas’Ev, y Stesmans, 2010; Novoselov et al., 2012). Además, el grafeno es un material sin brecha de banda, lo que impide utilizarlo en transistores de efecto de campo (Houssa et al., 2010). Debido a que los elementos en una misma columna de la tabla periódica tienen propiedades similares se abre el interés de estudiar sistemas con estructura tipo grafeno pero con el silicio.

Antes de que los sistemas bidimensionales cobraran tanta popularidad distintos fenómenos en la superficie del silicio fueron ampliamente estudiados, como la reconstrucción de superficies y adsorción de especies en la misma. Un fenómeno que representó todo un reto para la comunidad científica fue la reconstrucción 7x7 de la superficie de Si(111). En 1959, Schlier y Farsnworth reportaron experimentos de difracción de electrones de baja energía (LEED por sus siglas en inglés) en una superficie de Si(111), donde observaron picos de difracción adicionales, que son ocasionados por una aumento de 7x7 veces el tamaño de la celda unitaria original (P. Siffert, 2004)⁠. En 1983, los inventores del microscopio electrónico de efecto túnel Gerd Binning y Heinrich Rohrer, junto con Christoph Gerber, determinaron la estructura de la superficie Si(111) 7x7 en el espacio real mediante el uso del STM. El experimento consistió en obtener una superficie limpia de Si(111) mediante lavados químicos con HF y posteriormente la sublimación de la capa remanente de SiO2 a 900K en ultra alto vacío (Binnig, Rohrer, Gerber, y Weibel, 1983). Por otro lado, la reconstrucción de la cara (100) del silicio resulta interesante debido a la formación de dímeros de silicio con un enlace π que generan un ambiente químico similar al del doble enlace C-C. No obstante, ambas superficies pueden hidrogenarse y la estructura de la superficie generada es la misma que la que se obtiene para el sólido truncado. El silicio es el elemento más abundante en la tierra, y se utiliza en un sin fin de componentes electrónicos. Se han realizado esfuerzos por modificar las propiedades del silicio mediante la funcionalización de su superficie, en los que el uso de moléculas orgánicas resulta atractivo, dada la diversidad de reacciones y estructuras que se les conocen.

Como se mencionó anteriormente, la superficie de Si(100) 2x1 contiene dímeros con un doble enlace, lo que ha sido aprovechado para realizar reacciones de cicloadición [2+2] y [2+4] (esta última también conocida como reacción de Diels-Alder) con distintas moléculas. Los primeros reportes de quimisorción sobre Si de moléculas orgánicas, como el etileno y acetileno, mostraron la formación de anillos de cuatro miembros entre el dímero de silicio y los átomos de carbono con el doble enlace, mediante una reacción [2+2] .En un trabajo de realizado por Hamers y colaboradores se preparó una superficie de Si(100) mal cortada con 4º de diferencia, formando un escalón cada 8 átomos de silicio. La superficie se hizo reaccionar con ciclopentano y, mediante imágenes de STM, se observó un patrón de adhesión similar al de la distribución de los dímeros de Si en la superficie sin reaccionar. Esto muestra la utilidad de la química orgánica como guía para funcionalizar las superficies de silicio. Otro enfoque utiliza las reacciones por radicales libres, en este caso la quimisorción de alquenos sobre una superficie hidrogenada de Si(111) ( representada de esta manera H:Si(111) ). Debido a la presencia de hidrógeno los átomos de la superficie tienen todos sus electrones apareados, la superficie del Si no presenta el fenómeno de reconstrucción y la estructura encontrada es la del sólido truncado. Además la superficie se encuentra pasivada y no es necesario utilizar ultra alto vacío para manejarla.

Las reacciones por radicales libres son reacciones de autopropagación, es decir una reacción genera la