Name: Area selettiva Modifica della Silicon bagnabilità della superficie da impulsi laser UV irradiazione in ambiente liquido (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-11-09T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 48 s
Description: Scopri come modificare la bagnabilità superficiale del silicio con irradiazione laser UV in ambiente liquido. Questo metodo consente di creare superfici idrofiliche e idrofobiche senza condizioni di vuoto.

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Questo lavoro è stato supportato dal Natural Science and Engineering Research Council of Canada (Discovery Grant No. 122795-2010) e dal programma della Canada Research Chair in Quantum Semiconductors (JJD). L'aiuto fornito da Xiaohuan Xuang, Mohamed Walid Hassen e l'assistenza tecnica di Sonia Blais dell'Université de Sherbrooke Centre de caractérisation de matériaux (CCM) nella raccolta dei dati XPS sono molto apprezzati. NL riconosce il programma di borse di studio al merito per studenti stranieri, Fonds de recherche du Québec - Nature et technologies, per aver fornito una borsa di studio per studenti laureati.

Preparazione 1. campione <ol><li> Utilizzare uno scriba diamode per fendere un tipo n (drogato P-) un lato lucido Si wafer (resistività 3.1 ~ 4.8 Ω.m) che è 3 pollici di diametro, 380 micron di spessore, in campioni da 12 mm x 6 mm; pulire i campioni in OptiClear, acetone e alcool isopropilico (5 min per ogni passo). </li><li> Etch campioni in una soluzione di HF ~ 0,9% per 1 min a etch via ossido iniziale; risciacquo in acqua deionizzata e asciugare elevata purezza (99,999%) di azoto (N 2). </li><li> Conservare i campioni preparati in N 2 borsa per frenare la loro ossidazione in aria. </li></ol> 2. irradiano Sample per ArF (λ = 193 nm) e KrF (λ = 248 nm) Laser. <ol><li> I campioni in una camera alto 0,74 millimetri e quindi sigillare la camera con una finestra di silice fusa che ha alta trasmissione UV (≥90%). Riempire la camera con H 2 O 2 / H 2 O soluzione nell&#39;intervallo 0.01-0.2% o con metha degasatonol utilizzando un canale microfluidica. </li><li> Irradiare campioni con omogeneizzati laser ARF o KrF a demagnification di 2,6 e 1,8, rispettivamente. Irradiare solo 2 siti su ogni campione aumentando impulsi laser da 100 a 600 in fase di 100 impulsi attraverso una maschera circolare (4 mm di diametro). Irradiare i campioni nello stesso modo con una &quot;foglia di acero&quot; (9 mm x 7.2 mm) maschera. </li><li> Campioni Sciacquare in acqua deionizzata, asciugare con N 2 a filo; Porre i campioni in un contenitore sigillato, quindi riempire rapidamente questo contenitore con N 2, al fine di evitare l&#39;esposizione all&#39;aria prima ulteriori esperimenti. </li></ol> 3. Nanosfere immobilizzazione di Bio-coniugati <ol><li> Diluire nanosfere 40 nm di diametro biotina-coniugato con fluoresceina e tinto in una soluzione salina tamponata con fosfato pH 7,4 (PBS, 1X), soluzione al 10 12 particelle / ml a temperatura ambiente (~ 25 ° C). Immergere i campioni laser irradiati ARF o KrF per 2 &amp;# 160; hr in questa soluzione a temperatura ambiente. </li><li> Lavare i campioni con PBS per eliminare fisicamente rilegati fluoresceina nanosfere colorate sulla superficie. </li></ol> Caratterizzazione 4. Superficie <ol><li> Angolo di contatto (CA) di misura <ol><li> Effettuare misure CA statiche con un goniometro in un ambiente di RT e umidità ambiente. </li><li> Impiegare acqua ad elevata purezza DI (resistività 17,95 MW · cm) in un micro-siringa; generare volume analogo (~ 5 microlitri) gocce sulla superficie del campione abbassando il micro-siringa per un&#39;altezza simile per ogni misurazione. </li><li> Catturare e salvare le gocce d&#39;acqua immagini del profilo di camera CCD con il software. Misura indipendente 4 siti diversi con condizioni di irraggiamento stessi. </li><li> Stima e la media dei valori di CA nel modulo di analisi goccia da software ImageJ; caricare l&#39;immagine e cambiare in scala di grigi; lanciare il plugin Dropsnake; collocare circa un paio di nodi sul contorno goccia (~ 10 nodi) da sinistra agiusto per inizializzare serpente; accettare la curva che collega questi nodi ed evolvere la curva premendo il tasto serpente. Nota: angoli di contatto sono visualizzate nell&#39;immagine e la tabella. </li></ol></li><li> Misurazione XPS <ol><li> Indagare superficie modificazione chimica con uno spettrometro XPS (1x10 -9 Torr pressione di base) dotato di una fonte di Al Kα lavoro a 150 W: <ol><li> Caricare i campioni nella camera a vuoto. </li><li> Acquisire i dati dell&#39;indagine superficie in modalità di energia costante di 50 eV passaggio di energia da una zona di 220 micron x 220 micron. </li><li> Acquisire dati ad alta risoluzione scansioni dalla stessa zona analizzata a 20 eV passano energia. </li></ol></li><li> Processo XPS dati spettri con il software di quantificazione spettri XPS, come riferito 25,26. </li></ol></li><li> Imaging di fluorescenza microscopio <ol><li> Excite campioni, che sono stati irradiati attraverso la &quot;foglia d&#39;acero&quot; maschera e esposti a fluoresceina nanosfere macchiati, utilizzandouna sorgente di luce blu (λ = 450 ~ 490 nm). </li><li> Osservare immagini fluorescenti, che emette a 515 nm, con un microscopio a fluorescenza invertito in 4x. </li><li> Caratterizzare la morfologia superficiale di questi campioni con AFM, come riferimento 27. </li></ol></li></ol>

<ol><li>Liu, X., Fu, R. K. Y., Ding, C., Chu, P. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hydrogen+plasma+surface+activation+of+silicon+for+biomedical+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Biomol.+Eng%22%5BJournal%5D)">Hydrogen plasma surface activation of silicon for biomedical applications.</a> Biomol. Eng. 24, 113-117 (2007).</li>
<li>Bayiati, P., Tserepi, A., Petrou, P. S., Kakabakos, S. E., Misiakos, K., Gogolides, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrowetting+on+plasma-deposited+fluorocarbon+hydrophobic+films+for+biofluid+transport+in+microfluidics%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Phys%22%5BJournal%5D)">Electrowetting on plasma-deposited fluorocarbon hydrophobic films for biofluid transport in microfluidics.</a> J. Appl. Phys. 101, 103306-103309 (2007).</li>
<li>Daniel, S., Chaudhury, M. K., Chen, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fast+Drop+Movements+Resulting+from+the+Phase+Change+on+a+Gradient+Surface%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Fast Drop Movements Resulting from the Phase Change on a Gradient Surface.</a> Science. 291, 633-636 (2001).</li>
<li>Sun, C., Zhao, X. W., Han, Y. H., Gu, Z. Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Control+of+water+droplet+motion+by+alteration+of+roughness+gradient+on+silicon+wafer+by+laser+surface+treatment%5BTitle%5D)+AND+%22Thin+Solid+Films%22%5BJournal%5D)">Control of water droplet motion by alteration of roughness gradient on silicon wafer by laser surface treatment.</a> Thin Solid Films. 516, 4059-4063 (2008).</li>
<li>Krupenkin, T. N., Taylor, J. A., Schneider, T. M., Yang, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((From+Rolling+Ball+to+Complete+Wetting%3AThe+Dynamic+Tuning+of+Liquids+on+Nanostructured+Surfaces%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">From Rolling Ball to Complete Wetting:The Dynamic Tuning of Liquids on Nanostructured Surfaces.</a> Langmuir. 20, 3824-3827 (2004).</li>
<li>Martines, E., Seunarine, K., Morgan, H., Gadegaard, N., Wilkinson, C. D. W., Riehle, M. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Superhydrophobicity+and+Superhydrophilicity+of+Regular+Nanopatterns%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">Superhydrophobicity and Superhydrophilicity of Regular Nanopatterns.</a> Nano Lett. 5, 2097-2103 (2005).</li>
<li>Ranella, A., Barberoglou, M., Bakogianni, S., Fotakis, C., Stratakis, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tuning+cell+adhesion+by+controlling+the+roughness+and+wettability+of+3D+micro%2Fnano+silicon+structures%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Biomater%22%5BJournal%5D)">Tuning cell adhesion by controlling the roughness and wettability of 3D micro/nano silicon structures.</a> Acta Biomater. 6, 2711-2720 (2010).</li>
<li>Zorba, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Making+silicon+hydrophobic%3A+wettability+control+by+two-lengthscale+simultaneous+patterning+with+femtosecond+laser+irradiation%5BTitle%5D)+AND+%22Nanotechnology%22%5BJournal%5D)">Making silicon hydrophobic: wettability control by two-lengthscale simultaneous patterning with femtosecond laser irradiation.</a> Nanotechnology. 17, 3234(2006).</li>
<li>Tsu, R., Lubben, D., Bramblett, T., Greene, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanisms+of+excimer+laser+cleaning+of+airexposed+Si%28100%29+surfaces+studied+by+Auger+electron+spectroscopy%2C+electron+energyloss+spectroscopy%2C+reflection+highenergy+electron+diffraction%2C+and+secondaryion+mass+spectrometry%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Vac.+Sci.+Technol.+A%22%5BJournal%5D)">Mechanisms of excimer laser cleaning of airexposed Si(100) surfaces studied by Auger electron spectroscopy, electron energyloss spectroscopy, reflection highenergy electron diffraction, and secondaryion mass spectrometry.</a> J. Vac. Sci. Technol. A. 9 (100), 223-227 (1991).</li>
<li>Miramond, C., Vuillaume, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((1-octadecene+monolayers+on+Si+%28111%29+hydrogen-terminated+surfaces%3A+Effect+of+substrate+doping%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Phys%22%5BJournal%5D)">1-octadecene monolayers on Si (111) hydrogen-terminated surfaces: Effect of substrate doping.</a> J. Appl. Phys. 96 (111), 1529-1536 (2004).</li>
<li>Chasse, M., Ross, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+aging+on+wettability+of+silicon+surfaces+modified+by+Ar+implantation%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Phys%22%5BJournal%5D)">Effect of aging on wettability of silicon surfaces modified by Ar implantation.</a> J. Appl. Phys. 92, 5872-5877 (2002).</li>
<li>Aronov, D., Rosenman, G., Barkay, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Wettability+study+of+modified+silicon+dioxide+surface+using+environmental+scanning+electron+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Phys%22%5BJournal%5D)">Wettability study of modified silicon dioxide surface using environmental scanning electron microscopy.</a> J. Appl. Phys. 101, 084901-084905 (2007).</li>
<li>Bal, J. K., Kundu, S., Hazra, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Growth+and+stability+of+langmuir-blodgett+films+on+OH-%2C+H-%2C+or+Br-terminated+Si%28001%29%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+B%22%5BJournal%5D)">Growth and stability of langmuir-blodgett films on OH-, H-, or Br-terminated Si(001).</a> Phys. Rev. B. 81, 045404(2010).</li>
<li>Bal, J., Kundu, S., Hazra, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hydrophobic+to+hydrophilic+transition+of+HF-treated+Si+surface+during+Langmuir+lodgett+film+deposition%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">Hydrophobic to hydrophilic transition of HF-treated Si surface during Langmuir lodgett film deposition.</a> Chem. Phys. Lett. 500, 90-95 (2010).</li>
<li>Grundner, M., Jacob, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Investigations+on+hydrophilic+and+hydrophobic+silicon+%28100%29+wafer+surfaces+by+X-ray+photoelectron+and+high-resolution+electron+energy+loss-spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+A%22%5BJournal%5D)">Investigations on hydrophilic and hydrophobic silicon (100) wafer surfaces by X-ray photoelectron and high-resolution electron energy loss-spectroscopy.</a> Appl. Phys. A. 39 (100), 73-82 (1986).</li>
<li>Li, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Selective+surface+modification+in+silicon+microfluidic+channels+for+micromanipulation+of+biological+macromolecules%5BTitle%5D)+AND+%22Biomed.+Microdevices%22%5BJournal%5D)">Selective surface modification in silicon microfluidic channels for micromanipulation of biological macromolecules.</a> Biomed. Microdevices. 3, 239-244 (2001).</li>
<li>Li, X. M., Reinhoudt, D., Crego-Calama, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((What+do+we+need+for+a+superhydrophobic+surface%3F+A+review+on+the+recent+progress+in+the+preparation+of+superhydrophobic+surfaces%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Soc.+Rev%22%5BJournal%5D)">What do we need for a superhydrophobic surface? A review on the recent progress in the preparation of superhydrophobic surfaces.</a> Chem. Soc. Rev. 36, 1350-1368 (2007).</li>
<li>Dubowski, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enhanced+quantum-well+photoluminescence+in+InGaAs%2FInGaAsP+heterostructures+following+excimer-laser-assisted+surface+processing%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+A%22%5BJournal%5D)">Enhanced quantum-well photoluminescence in InGaAs/InGaAsP heterostructures following excimer-laser-assisted surface processing.</a> Appl. Phys. A. 69, 299-303 (1999).</li>
<li>Genest, J., Beal, R., Aimez, V., Dubowski, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((ArF+laser-based+quantum+well+intermixing+in+InGaAs%2FInGaAsP+heterostructures%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">ArF laser-based quantum well intermixing in InGaAs/InGaAsP heterostructures.</a> Appl. Phys. Lett. 93, 071106(2008).</li>
<li>Genest, J., Dubowski, J., Aimez, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Suppressed+intermixing+in+InAlGaAs%2FAlGaAs%2FGaAs+and+AlGaAs%2FGaAs+quantum+well+heterostructures+irradiated+with+a+KrF+excimer+laser%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+A%22%5BJournal%5D)">Suppressed intermixing in InAlGaAs/AlGaAs/GaAs and AlGaAs/GaAs quantum well heterostructures irradiated with a KrF excimer laser.</a> Appl. Phys. A. 89, 423-426 (2007).</li>
<li>Wrobel, J. M., Moffitt, C. E., Wieliczka, D. M., Dubowski, J. J., Fraser, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((XPS+study+of+XeCl+excimer-laser-etched+InP%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Surf.+Sci%22%5BJournal%5D)">XPS study of XeCl excimer-laser-etched InP.</a> Appl. Surf. Sci. 127-129, 805-809 (1998).</li>
<li>Liu, N., Dubowski, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chemical+evolution+of+InP%2FInGaAs%2FInGaAsP+microstructures+irradiated+in+air+and+deionized+water+with+ArF+and+KrF+lasers%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Surf.+Sci%22%5BJournal%5D)">Chemical evolution of InP/InGaAs/InGaAsP microstructures irradiated in air and deionized water with ArF and KrF lasers.</a> Appl. Surf. Sci. 270, 16-24 (2013).</li>
<li>Liu, N., Hassen, W. M., Dubowski, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Excimer+laser-assisted+chemical+process+for+formation+of+hydrophobic+surface+of+Si+%28001%29%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+A%22%5BJournal%5D)">Excimer laser-assisted chemical process for formation of hydrophobic surface of Si (001).</a> Appl. Phys. A. , 1-5 (2014).</li>
<li>Liu, N., Huang, X., Dubowski, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Selective+area+in+situ+conversion+of+Si+%280+0+1%29+hydrophobic+to+hydrophilic+surface+by+excimer+laser+irradiation+in+hydrogen+peroxide%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+D%3A+Appl.+Phys%22%5BJournal%5D)">Selective area in situ conversion of Si (0 0 1) hydrophobic to hydrophilic surface by excimer laser irradiation in hydrogen peroxide.</a> J. Phys. D: Appl. Phys. 47, 385106(2014).</li>
<li>Mizuno, K., Maeda, S., Suzuki, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photoelectron+emission+from+silicon+wafer+surface+with+adsorption+of+organic+molecules%5BTitle%5D)+AND+%22Anal.+Sci%22%5BJournal%5D)">Photoelectron emission from silicon wafer surface with adsorption of organic molecules.</a> Anal. Sci. 7, 345(1991).</li>
<li>Swift, J. L., Cramb, D. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanoparticles+as+Fluorescence+Labels%3A+Is+Size+All+that+Matters%3F%5BTitle%5D)+AND+%22Biophys.+J%22%5BJournal%5D)">Nanoparticles as Fluorescence Labels: Is Size All that Matters?</a> Biophys. J. 95, 865-876 (2008).</li>
<li>Liu, N., Kh Moumanis,, Dubowski, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Self-organized+Nano-cone+Arrays+in+InP%2FInGaAs%2FInGaAsP+Microstructures+by+Irradiation+with+ArF+and+KrF+Excimer+Lasers%5BTitle%5D)+AND+%22JLMN%22%5BJournal%5D)">Self-organized Nano-cone Arrays in InP/InGaAs/InGaAsP Microstructures by Irradiation with ArF and KrF Excimer Lasers.</a> JLMN. 7, 130(2012).</li>
<li>Grunthaner, P. J., Hecht, M. H., Grunthaner, F. J., Johnson, N. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+localization+and+crystallographic+dependence+of+Si+suboxide+species+at+the+SiO2%2FSi+interface%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Phys%22%5BJournal%5D)">The localization and crystallographic dependence of Si suboxide species at the SiO2/Si interface.</a> J. Appl. Phys. 61, 629-638 (1987).</li>
<li>Heo, J., Kim, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+annealing+condition+on+low-k+a-SiOC%3A+H+thin+films%5BTitle%5D)+AND+%22Electrochem.+Solid-st%22%5BJournal%5D)">Effects of annealing condition on low-k a-SiOC: H thin films.</a> Electrochem. Solid-st. 10, G11(2007).</li>
<li>Chen, Y., Helm, C., Israelachvili, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecular+mechanisms+associated+with+adhesion+and+contact+angle+hysteresis+of+monolayer+surfaces%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+Chem%22%5BJournal%5D)">Molecular mechanisms associated with adhesion and contact angle hysteresis of monolayer surfaces.</a> J. Phys. Chem. 95, 10736-10747 (1991).</li>
<li>Miller, D., Biesinger, M., McIntyre, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Interactions+of+CO2+and+CO+at+fractional+atmosphere+pressures+with+iron+and+iron+oxide+surfaces%3A+one+possible+mechanism+for+surface+contamination%3F%5BTitle%5D)+AND+%22Surf+Interface+Anal%22%5BJournal%5D)">Interactions of CO2 and CO at fractional atmosphere pressures with iron and iron oxide surfaces: one possible mechanism for surface contamination?</a> Surf Interface Anal. 33, 299-305 (2002).</li>
<li>Stanowski, R., Voznyy, O., Dubowski, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Finite+element+model+calculations+of+temperature+profiles+in+Nd%3AYAG+laser+annealed+GaAs%2FAlGaAs+quantum+well+microstructures%5BTitle%5D)+AND+%22JLMN%22%5BJournal%5D)">Finite element model calculations of temperature profiles in Nd:YAG laser annealed GaAs/AlGaAs quantum well microstructures.</a> JLMN. 1, 17-21 (2006).</li>
<li>Westwater, J. W., Santangelo, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photographic+Study+of+Boiling%5BTitle%5D)+AND+%22Ind.+Eng.+Chem%22%5BJournal%5D)">Photographic Study of Boiling.</a> Ind. Eng. Chem. 47, 1605-1610 (1955).</li>
<li>Kim, J. W., Kim, H. B., Hwang, C. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Correlation+Study+on+the+Low-Dielectric+Characteristics+of+a+SiOC+%28-H%29+Thin+Film+from+a+BTMSM%2FO2+Precursor%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Korean+Phys.+Soc%22%5BJournal%5D)">Correlation Study on the Low-Dielectric Characteristics of a SiOC (-H) Thin Film from a BTMSM/O2 Precursor.</a> J. Korean Phys. Soc. 56, 89-95 (2010).</li>
<li>Ishizaki, T., Saito, N., Inoue, Y., Bekke, M., Takai, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fabrication+and+characterization+of+ultra-water-repellent+alumina-silica+composite+films%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+D%3A+Appl.+Phys%22%5BJournal%5D)">Fabrication and characterization of ultra-water-repellent alumina-silica composite films.</a> J. Phys. D: Appl. Phys. 40, 192(2006).</li>
<li>Almásy, L., Borbély, S., Rosta, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Memory+of+silica+aggregates+dispersed+in+smectic+liquid+crystals%3A+Effect+of+the+interface+properties%5BTitle%5D)+AND+%22EPJ+B%22%5BJournal%5D)">Memory of silica aggregates dispersed in smectic liquid crystals: Effect of the interface properties.</a> EPJ B. 10, 509-513 (1999).</li>
<li>Chen, L., Liberman, V., O'Neill, J. A., Wu, Z., Osgood, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultraviolet+laser-induced+ion+emission+from+silicon%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Vac.+Sci.+Technol.+A%22%5BJournal%5D)">Ultraviolet laser-induced ion emission from silicon.</a> J. Vac. Sci. Technol. A. 6, 1426-1427 (1988).</li>
<li>Rice, F., Reiff, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+thermal+decomposition+of+hydrogen+peroxide%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+Chem%22%5BJournal%5D)">The thermal decomposition of hydrogen peroxide.</a> J. Phys. Chem. 31, 1352-1356 (1927).</li>
<li>Quickenden, T. I., Irvin, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+ultraviolet+absorption+spectrum+of+liquid+water%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Chem.+Phys%22%5BJournal%5D)">The ultraviolet absorption spectrum of liquid water.</a> J. Chem. Phys. 72, 4416-4428 (1980).</li>
<li>Andre, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Product+pair+correlation+in+CH3OH+photodissociation+at+157+nm%3A+the+OH%2B+CH3+channel%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Chem.+Chem.+Phys%22%5BJournal%5D)">Product pair correlation in CH3OH photodissociation at 157 nm: the OH+ CH3 channel.</a> Phys. Chem. Chem. Phys. 13, 2350-2355 (2011).</li>
<li>Cheng, B. M., Bahou, M., Chen, W. C., Yui, C. H., Lee, Y. P., Lee, L. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Experimental+and+theoretical+studies+on+vacuum+ultraviolet+absorption+cross+sections+and+photodissociation+of+CH3OH%2C+CH3OD%2C+CD3OH%2C+and+CD3OD%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Chem.+Phys.%22%5BJournal%5D)">Experimental and theoretical studies on vacuum ultraviolet absorption cross sections and photodissociation of CH3OH, CH3OD, CD3OH, and CD3OD.</a> J. Chem. Phys.. 117, 1633-1640 (2002).</li>
<li>Schiffman, A., Nelson, D. D. Jr, Nesbitt, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantum+yields+for+OH+production+from+193+and+248+nm+photolysis+of+HNO3+and+H2O2%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Chem.+Phys.%22%5BJournal%5D)">Quantum yields for OH production from 193 and 248 nm photolysis of HNO3 and H2O2.</a> J. Chem. Phys.. 98, 6935-6946 (1993).</li>
<li>Nishino, T., Meguro, M., Nakamae, K., Matsushita, M., Ueda, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Lowest+Surface+Free+Energy+Based+on+-CF3+Alignment%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">The Lowest Surface Free Energy Based on -CF3 Alignment.</a> Langmuir. 15, 4321-4323 (1999).</li>
</ol>

Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Abbiamo proposto un protocollo di irradiazione laser UV wafer di Si in una camera riempita con microfluidica bassa concentrazione di H 2 O 2 soluzione per indurre una superficie Si superidrofilia, che è principalmente dovuta alla generazione di Si-OH. Fotolisi laser UV di H 2 O 2 doveva formare carica negativa OH - radicali. Inoltre, laser UV effetto fotoelettrico porta alla formazione di una superficie carica positiva 37. Quindi, l&#39;interazione di que...

Le notevoli proprietà elettroniche e chimiche, nonché la sua elevata resistenza meccanica hanno fatto silicio (Si) la scelta ideale per i dispositivi microelettronici e chip biomedicali 1. Controllo area selettiva della superficie di Si ha ricevuto notevole attenzione per le applicazioni che coinvolgono microfluidica e dispositivi lab-on-chip 2,3 .Questo è spesso ottenuta o da modifiche nano-scala della rugosità superficiale o trattamento chimico della superficie 4. L&#39;irruvidimento superficie o patterning per produrre strutture di superficie disordinati o ordinati sulla superficie di Si includono fotolitografia 5, agli ioni di litografia a fascio 6 e tecniche laser 7. Rispetto a questi metodi, laser processo ruvido di superficie è segnalato per essere meno complicato con il potenziale di produrre microstrutture ad alta risoluzione spaziale 8. Tuttavia, come Si ha una soglia texturing elevata, richiedendo irraggiamento con impulsi di fluenzaindurre texturing superficiale supera la soglia di ablazione (~ 500 mJ / cm 2) 9, texturing di superficie Si è spesso stata assistita impiegando atmosfere gassose reattive, come quella di alta pressione SF6 ambiente 4,7,8. Di conseguenza, di modificare la bagnabilità della superficie di Si, numerosi lavori si sono concentrati sul trattamento chimico depositando organici ed inorganici 10 film 2, o usando plasma o fascio elettronico trattamento superficiale 11,12. Si riconosce che idrofilia di Si proveniente dalla presenza di gruppi OH e singolari associati sulla sua superficie potrebbe essere realizzato mediante ebollizione in una soluzione H 2 O 2 a 100 ° C per alcuni minuti 13. Tuttavia, le idrofobiche stati superficiali Si, la maggior parte dei quali sono dovuti alla presenza di Si-H o Si-O-CH 3 gruppi, possono essere raggiunti mediante manipolazione chimica umida coinvolge attacco con soluzione di acido HF o rivestimento con fotoresist 13-15. Per ottenere il controllo area selettiva di bagnabilità di Si, passi patterning complessi sono solitamente richiesti, compreso il trattamento in soluzioni chimiche 16. L&#39;elevata reattività chimica della radiazione laser UV è stato utilizzato anche per rivestite substrati solidi processo area selettiva pellicola organica e modificare la loro bagnabilità 17. Tuttavia, una quantità limitata di dati è accessibile laser assistita modifica di Si bagnabilità mediante irradiazione di campioni immersi in diverse soluzioni chimiche. Nella nostra precedente ricerca, irraggiamento laser UV di semiconduttori III-V in aria 18-20 e NH 3 21 è stato utilizzato con successo per alterare la composizione chimica della superficie di GaAs, InGaAs e InP. Abbiamo stabilito che l&#39;irradiazione laser UV di semiconduttori III-V in deionizzata (DI) diminuisce ossidi superficiali e carburi, mentre l&#39;acqua adsorbita sulla superficie del semiconduttore aumenta 22. Una superficie fortemente idrofobica Si (CA ~ 103 °) è stato ottenuto da ArF laser irradiazione di campioni di Si in metanolo nel nostro lavoro recente 23. Come indicato dalla spettroscopia fotoelettronica a raggi X (XPS), ciò è dovuto principalmente alla capacità del laser ArF a photodissociate CH 3 OH. Abbiamo usato anche KrF e laser ARF irradiare Si (001) in un 0,01% di H 2 O 2 in acqua deionizzata. Questo ci ha permesso di ottenere la formazione area selettiva di superficiale superidrofilia di Si (001) caratterizzato dalla CA di quasi 15 °. I risultati suggeriscono che XPS questo è dovuto alla generazione di legami Si-OH sulla superficie irradiata 24. Una descrizione dettagliata di questa nuova tecnica usando KrF e laser ARF per area selettiva in situ modificazione della superficie idrofila / idrofobica superficie Si in bassa concentrazione di H 2 O 2 / H 2 O e soluzioni di metanolo è dimostrato in questo articolo. I dati forniti qui dovrebbero essere sufficientiper consentire esperimenti simili di essere effettuati da ricercatori interessati.

<table><tbody><tr><td>nanosfere colorate con fluoresceina</td><td>Invitrogen</td><td>F8795</td><td></td></tr><tr><td>OptiClear</td><td>National Diagnostics</td><td>OE-101</td><td></td></tr><tr><td>ArF laser (&lambda;=193 nm)</td><td>Lumonics</td><td>pulse master 800</td><td></td></tr><tr><td>KrF laser (&lambda;=248 nm)</td><td>Lumonics</td><td>pulse master 800</td><td></td></tr><tr><td>XPS</td><td>Kratos Analytical</td><td>AXIS Ultra DLD</td><td></td></tr><tr><td>Microscopio a fluorescenza</td><td>Olympus</td><td>IX71</td><td></td></tr><tr><td>XPS software di quantificazione</td><td>CasaXPS</td><td>2.3.15</td><td></td></tr></tbody></table>

area selettiva modifica della silicon bagnabilità della superficie da impulsi laser uv irradiazione in ambiente liquido

Selective Area Modification of Silicon Surface Wettability by Pulsed UV Laser Irradiation in Liquid Environment

La bagnabilità di silicio (Si) è uno dei parametri importanti nella tecnologia di funzionalizzazione superficiale di questo materiale e fabbricazione di biosensori. Segnaliamo su un protocollo di utilizzo KrF e ARF laser irradiano Si (001) campioni immersi in un ambiente liquido a basso numero di impulsi e di operare a fluenze impulsi moderatamente bassi per indurre Si modifica bagnabilità. Wafer immersi per un massimo di 4 ore in un 0,01% di H 2 / H soluzione O 2 O 2 non ha mostrato cambiamento misurabile nel loro angolo di contatto iniziale (CA) ~ 75 °. Tuttavia, il 500-pulse KrF e laser ARF irradiazione di tali wafer in una microcamera riempito con 0,01% H 2 O 2 / H 2 O soluzione a 250 e 65 mJ / cm 2, rispettivamente, è diminuito il CA a quasi 15 °, indicanti la formazione di una superficie superidrofilia. La formazione di OH-terminato Si (001), con nessuna variazione misurabile totali morfologia del wafer, hastata confermata mediante spettroscopia fotoelettronica a raggi X e le misure di microscopia forza atomica. I campioni sono stati irradiati area selettiva poi immersi in una soluzione fluoresceina nanosfere macchiate biotina-coniugato per 2 ore, con un conseguente immobilizzazione successo delle nanosfere della zona non irradiato. Questo illustra il potenziale del metodo di selettiva biofunzionalizzazione area e realizzazione di architetture avanzate biosensori basati-Si. Descriviamo un protocollo simile di irradiazione di wafer immerse in metanolo (CH 3 OH) con laser ArF operante a impulsi fluenza di 65 mJ / cm 2 e formazione in situ di una superficie fortemente idrofobica di Si (001) con il CA di 103 °. I risultati indicano XPS laser indotta formazione ArF di Si- (OCH 3) x composti responsabili del idrofobicità osservato. Tuttavia, tali composti sono stati trovati da XPS sulla superficie di Si irradiato da KrF laser in metanolo, dimostrandol&#39;incapacità del laser a KrF photodissociate metanolo e creare -OCH 3 radicali.

Questi risultati rappresentativi sono stati presentati nella precedente lavoro pubblicato 23,24. La figura 1 mostra il CA vs. N (numero di impulsi) di siti irradiata dal laser KrF a 250 mJ / cm 2 in DI H 2 O per diverse concentrazioni di H 2 O 2 / H 2 O soluzioni (ad es., 0,01, 0,02, 0,05 e 0,2%). Il CA diminuisce all&#39;aumentare numero di impulsi per tutti gli H 2 O 2 soluzioni. Il CA minima (~ 15 °) per ...

Riportiamo un processo di alterazione in situ di HF trattata Si (001) superficie in uno stato idrofilo o idrofobo irradiando campioni in camere microfluidica riempiti con H 2 O 2 / H 2 O soluzione (0,01% -0,5%) o soluzioni di metanolo per mezzo del laser pulsato UV di un parente a bassa fluenza impulso.

Area selettiva Modifica della Silicon bagnabilità della superficie da impulsi laser UV irradiazione in ambiente liquido

The wettability of silicon (Si) is one of the important parameters in the technology of surface functionalization of this material and fabrication of ...

L'obiettivo generale di questo esperimento è dimostrare la formazione di superfici sia idrofile che idrofobe sul silicone mediante irradiazione con laser a fluoruro di kripto e fluoruro di argon su campioni immersi in soluzioni diluite di perossido di idrogeno o metanolo. Questo metodo può contribuire a rispondere ad alcune domande fondamentali nel campo dell'interazione laser-semiconduttore riguardo alla modifica chimica selettiva dell'area superficiale del semiconduttore, che potrebbe risultare adatta per applicazioni di biosensing. Il vantaggio principale di questa tecnica è che può essere applicata per controllare in modo preciso la viabilità della superficie del silicio senza richiedere il vuoto.Morfologia del semiconduttore. Abbiamo avuto per primi l'idea di questo metodo. Stiamo investigando un processo basato su laser U per la formazione selettiva di difetti superficiali utilizzati nella tecnologia.Ora, poiché il mal mescolamento quantistico, la dimostrazione visiva di questo metodo è fondamentale poiché la formazione di bolle d'aria nella semplice camera e l'irradiazione con il fascio omogeneizzato del laser EXIM sono passaggi relativamente difficili. Per iniziare, utilizz

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Qui si descrive un metodo semplice per patterning senza ossido di silicio e germanio funzionalizzazione con reattivo monostrati organici e dimostrare dei substrati fantasia con piccole molecole e proteine. L'approccio protegge completamente le superfici da ossidazione chimica, fornisce un controllo preciso sulla morfologia caratteristica, e consente un accesso immediato ai modelli chimicamente discriminati.

Morbido Funzionalizzazione litografica e Patterning ossido senza silicio e germanio

Questo protocollo descrive l'uso di cantilever silicio microscala come superfici di coltura flessibili per misurare la contrattilità delle cellule muscolari in vitro. Contrazione cellulare provoca cantilever flessione, che può essere misurata, registrata e convertita in letture di forza, fornendo un sistema non invasivo e scalabile per misurare funzione contrattile in vitro.

L'utilizzo di microscala Silicon cantilever per valutare Cellular contrattile Funzione In Vitro

Segnaliamo che il limite di diffrazione della litografia ottica convenzionale può essere superato sfruttando le transizioni di derivati fotocromatici organici indotte dalla loro fotoisomerizzazione a basse intensità luminose. 1-3 Questo articolo delinea la nostra tecnica di fabbricazione e due meccanismi di bloccaggio, vale a dire: la dissoluzione di un fotoisomero e l'ossidazione elettrochimica.

Patterning via ottici saturabili Transitions - fabbricazione e la caratterizzazione

A RT superficie liquida tecnica di passivazione per indagare l'attività ricombinazione di difetti di silicio di massa è descritta. Per la tecnica abbia successo, tre passaggi critici sono richiesti: (i) pulizia chimica ed attacco del silicio, (ii) l'immersione del silicio in 15% di acido fluoridrico e (iii) l'illuminazione per 1 min.

Luce migliorato Acido fluoridrico passivazione: una tecnica sensibile per il rilevamento di difetti Silicon Bulk

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L&#39;evoluzione di silice Coatings nanoparticelle-poliestere su superfici esposte al sole

Uniformemente nanoparticelle di dimensioni in grado di rimuovere le fluttuazioni dei contatti dimensioni dei fori di fantasia in poli (metacrilato di metile) film (PMMA) fotoresistente per fascio di elettroni (E-beam) litografia. Il processo prevede di focalizzazione elettrostatica al centro e deposito nanoparticelle in fori di contatto, seguita da fotosensibile riflusso e passi plasma e bagnato-incisione.

L&#39;utilizzo di nanoparticelle sacrificali per eliminare gli effetti del colpo-rumore in fori di contatto fabbricato da E-litografia a fascio

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Rendering di siO2/Si Superfici omnifobiche da intaglio Gas-Entrapping Microtextures Comprising Reentrant e Doubly Reentrant Cavities or Pillars

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Patterning e innesto indotti dalla luce per superfici scivolose basate su strutture nanoporose rivestite di silano

Scopri come modificare la bagnabilità superficiale del silicio con irradiazione laser UV in ambiente liquido. Questo metodo consente di creare superfici idrofiliche e idrofobiche senza condizioni di vuoto.

Area selettiva Modifica della Silicon bagnabilità della superficie da impulsi laser UV irradiazione in ambiente liquido

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