Selective Area Modification de la Silicon mouillabilité de surface par irradiation laser pulsé UV en milieu liquide

L’objectif global de cette expérience est de démontrer la formation de surfaces hydrophiles et hydrophobes sur du silicone par irradiation avec des lasers au fluorure de krypton et au fluorure d’argonne à partir d’échantillons immergés dans une faible concentration de solutions de peroxyde d’hydrogène ou de méthanol. Cette méthode peut aider à répondre à certaines questions clés dans le domaine de l’interaction des semi-conducteurs laser concernant la modification chimique sélective de la surface du semi-conducteur, qui peut convenir aux applications de biodétection. Le principal avantage de cette technique est qu’elle peut être appliquée dans le contrôle de l’acier de la viabilité de la surface du silicium sans surface d’aspiration.

Morphologie du semi-conducteur. Nous avons d’abord eu l’idée de cette méthode. Nous étudions le procédé de base laser U pour la formation sélective de zones de défauts de surface utilisés dans la technologie.

Maintenant, comme le mélange quantique, la démonstration visuelle de cette méthode est essentielle car la population de la flotte de poches d’air de la chambre simple et le rayonnement avec le faisceau homogénéisé du laser EXIM sont des étapes relativement difficiles. Pour commencer, utilisez un scribe en diamant pour crevasser une plaquette de silicium obed au phosphore de type extrémité avec un côté poli en échantillons de 12 millimètres sur six millimètres d’une épaisseur de 380 microns. Nettoyez ensuite les échantillons en les rinçant à l’acétone, puis à l’alcool isopropylique pendant cinq minutes chacun.

Ensuite, gravez les échantillons dans une solution d’acide fluorhydrique à 0,9 % pendant une minute pour éliminer l’oxyde initial, puis rincez-les à l’eau désionisée et séchez-les avec un courant d’azote de haute pureté. Stockez les échantillons préparés dans un sac rempli d’azote pour freiner l’oxydation : lorsque vous êtes prêt à continuer, placez les échantillons dans une chambre de 0,74 millimètre de haut. Remplissez la chambre avec 0,01 à 0,2 % de peroxyde d’hydrogène dilué dans de l’eau ou avec du méthanol DGA, puis scellez la chambre avec une fenêtre en silice fondue dotée d’une lumière UV à haute transmission.

Assurez-vous qu’il n’y a pas de poches d’air à l’intérieur de la chambre. Irradiez l’échantillon avec un faisceau homogénéisé à seulement deux endroits sur chaque échantillon en augmentant le nombre d’impulsions de 100 à 600 par pas de 100 impulsions à travers un masque circulaire de quatre millimètres de diamètre. Ensuite, irradiez les échantillons de la même manière à l’aide d’un masque de feuille d’érable.

Une fois terminé, rincez les échantillons avec de l’eau ionisée, puis séchez-les avec un rinçage à l’azote dilué de 40 nanosphères de diamètre de 40 nanomètres de diamètre avec du PBS à une fois 10 à 12 particules par millilitre à température ambiante. Ensuite, plongez les échantillons irradiés au laser au fluorure de krypton pendant deux heures dans cette solution à température ambiante. Ensuite, faites tremper les échantillons irradiés dans du PBS pendant une minute pour éliminer toutes les nanosphères colorées à la fluorescéine non liées de la surface.

Commencez par placer l’échantillon sur une surface plane et propre, formez une goutte à l’extrémité de la micro-seringue et abaissez-le lentement à la surface de l’échantillon jusqu’à ce qu’il entre en contact et se transfère à la surface. À l’aide d’une caméra CCD, capturez et enregistrez les images de profil de la goutte d’eau, mesurez chaque angle de contact indépendamment sur chacun des sites laser. Ensuite, chargez les images dans l’image J et utilisez le plugin d’analyse de gouttes drops snake pour estimer et faire la moyenne des valeurs de l’angle de contact.

Commencez par transformer les images en images en niveaux de gris. Ensuite, tracez le contour de la goutte de gauche à droite pour initialiser le serpent. Acceptez la courbe reliant ces nœuds et faites évoluer la courbe en appuyant sur le bouton serpent.

Répétez ce processus pour chaque gouttelette qui a été imagée. Calculez la valeur moyenne de l’angle de contact à partir de quatre sites irradiés par laser sur différents échantillons pour effectuer une spectroscopie photoélectronique à rayons X. Commencez par charger les échantillons dans la chambre à vide et tirez un vide de un fois 10 puissance moins neuf.

Tor acquiert ensuite les données de levé de surface en modes d’énergie constante d’une énergie de passage de 50 électronvolts. Ciblez une zone de 220 microns sur 220 microns à l’aide d’une émission alpha d’aluminium K produite par ebeam d’une puissance de 150 watts. Ensuite, obtenez des balayages haute résolution à partir de la même zone analysée en utilisant une énergie de passage de 20 électronvolts.

Enfin, traitez les spectres acquis avec le logiciel de quantification approprié conformément aux spécifications du fabricant. Ces résultats d’angle de contact ont été obtenus après une exposition moyenne de 10 minutes à des solutions de peroxyde d’hydrogène. L’angle de contact diminue avec l’augmentation du nombre d’impulsions pour toutes les différentes concentrations de peroxyde.

L’angle de contact minimum d’environ 15 degrés a été obtenu en utilisant des solutions de peroxyde d’hydrogène à 0,02 et 0,01 % à 500 impulsions. Les données de spectroscopie photoélectronique à rayons X montrent que les quantités de dioxyde de silicium et d’hydroxyde de silicium sur le site irradié par un laser au fluorure de krypton sont supérieures à celles sur les zones non irradiées. Étant donné que les surfaces recouvertes de dioxyde de silicium ont un angle de contact minimum de 45 degrés à 50 degrés et que les couches d’hydroxyde de silicium ont un angle de contact minimum de 13 degrés. La monocouche d’hydroxyde de silicium super hydrophile est très probablement responsable de la diminution de l’angle de contact dans les échantillons irradiés.

Étant donné que les nanosphères fluorescentes recouvertes de biotine s’immobilisent de préférence sur des surfaces en silicone hydrophobes non irradiées, le motif de la feuille d’érable observé sur le fond vert indique la zone d’une surface fortement hydrophile fabriquée par le laser KRF. Lors de l’utilisation de cette procédure, il est important de se rappeler de minimiser l’oxydation due à l’exposition à l’air et de réduire la génération de bulles lors de l’irradiation laser Suite à cette procédure. D’autres méthodes employant, par exemple, des lampes UV pourraient également être étudiées pour les surfaces chimiquement modifiées avec la capacité des matériaux.

L’avantage potentiel de cette méthode réside dans sa capacité à transformer une surface en silicone d’hydrophobe à hydrophile et vice versa sans retirer l’onde d’une chambre de traitement. Une fois maîtrisé, ce technique peut être réalisé en 30 minutes environ selon la complexité du motif pour la modification sélective de l’air. Donc, après avoir regardé cette vidéo, vous devriez avoir une bonne compréhension de la façon d’utiliser la lumière uuv d’un laser contre l’eczéma pour contrôler la capacité de la surface de silicone dans les zones sélectionnées.

N’oubliez pas que travailler avec la lumière UV peut être extrêmement dangereux et qu’un équipement de protection UV doit toujours être porté lors de l’exécution de cette procédure. De plus, travailler avec de l’acide fluorhydrique est dangereux et nécessite le port de gants en caoutchouc et d’un équipement de protection faciale.