$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
De opmerkelijke elektronische en chemische eigenschappen en de hoge mechanische sterkte hebben silicium (Si) een ideale keuze voor micro-elektronische inrichtingen en biomedische chips 1 gemaakt. Selectieve gebied controle van de Si oppervlak heeft veel aandacht gekregen voor toepassingen waarbij microfluïdische en lab-on-chip apparaten 2,3 .Dit is vaak ofwel verkregen door nano-schaal modificatie van de oppervlakteruwheid of door een chemische behandeling van het oppervlak 4. Het oppervlak opruwen of modelleren om wanordelijke of besteld oppervlaktestructuren te produceren op de Si oppervlak omvatten fotolithografie 5, ionenbundel lithografie 6 en lasertechnieken 7. Vergeleken met deze werkwijzen wordt laser oppervlak textuurproces gerapporteerd minder gecompliceerd met de potentie om microstructuren te produceren met een hoge ruimtelijke resolutie 8 zijn. Aangezien Si heeft een verhoogde textuur drempelwaarde, waarbij bestraling met pulse Fluence naarinduceren oppervlaktetexturen die boven de ablatie drempel (~ 500 mJ / cm2) 9, heeft texturen van Si oppervlak vaak bijgestaan door het gebruik van reactief gas atmosferen, zoals die van een hoge druk SF 6 milieu 4,7,8. Bijgevolg, om bevochtigbaarheid van de Si oppervlak wijzigen, hebben talrijke werken gericht op de chemische behandeling door het storten van 10 organische en anorganische films 2, of met behulp van plasma of elektronenstraal oppervlaktebehandeling 11,12. Erkend wordt dat de hydrofiliciteit van Si afkomstig uit het bestaan van enkelvoud en aanverwante OH-groepen op zijn oppervlak kan worden bereikt door te koken in een H 2 O 2 oplossing bij 100 ° C gedurende enkele minuten 13. De hydrofobe Si oppervlaktetoestanden, waarvan de meeste door de aanwezigheid van Si-H en Si-O-CH3 groepen kan worden bereikt door natchemische behandeling met etsen met HF zure oplossing of bekleding met fotoresist 13-15. Selectieve gebied controle van bevochtigbaarheid van Si te bereiken, zijn complexe patronen treden meestal nodig, met inbegrip van de behandeling in chemische oplossingen 16. De hoge chemische reactiviteit van UV laserstraling is ook gebruikt om selectief specifieke werkwijze organische bekledingslaag beklede substraten en hun bevochtigbaarheid 17 passen. Echter, een beperkte hoeveelheid gegevens op laser-assisted modificatie van Si bevochtigbaarheid door bestraling van monsters ondergedompeld in verschillende chemische oplossingen.
In onze eerdere onderzoek werd UV laserbestraling van III-V halfgeleiders lucht 18-20 en NH 3 21 met succes gebruikt om het oppervlak chemische samenstelling van GaAs, InGaAs en InP veranderen. We vastgesteld dat UV laserbestraling van III-V halfgeleiders in gedeïoniseerd (DI) water af oppervlak oxiden en carbiden, terwijl het water geadsorbeerd aan halfgeleideroppervlak 22 toeneemt. Een sterk hydrofoob Si oppervlak (CA ~ 103 °) werd verkregen door ArF laserbestraling van Si monsters in methanol in onze recente werk 23. Zoals aangegeven door X-ray foto-elektron spectroscopie (XPS), dit is vooral te danken aan het vermogen van de ArF laser photodissociate CH3OH. We hebben ook KrF en ArF lasers Si (001) te bestralen in een 0,01% H 2 O 2 in DI water. Dit liet ons toe om selectieve gebied vorming van superhydrofiel oppervlak van Si (001) gekenmerkt door de CA in de buurt van 15 ° te bereiken. De XPS resultaten suggereren dat dit komt door vorming van Si-OH bindingen op het bestraalde oppervlak 24.
Een gedetailleerde beschrijving van deze nieuwe techniek met behulp KrF en ArF lasers voor selectieve gebied situ modificatie van het hydrofiele / hydrofobe oppervlak Si oppervlak lage concentratie van H 2 O 2 / H 2 O en methanol oplossingen wordt gedemonstreerd in dit artikel. De gegevens die hier zou voldoende moeten zijnom soortgelijke experimenten worden uitgevoerd door de betrokken onderzoekers.