Name: Selectieve Area Wijziging van Silicon Surface Bevochtigbaarheid door Pulsed UV Laser bestraling in Liquid Milieu (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-11-09T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 48 s
Description: Ontdek hoe je met gepulste UV-laserbestraling in vloeistof selectief hydrofiele en hydrofobe oppervlakken op silicium creëert voor biosensortoepassingen. Deze methode werkt zonder vacuümcondities.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

Dit werk werd ondersteund door de Natural Science and Engineering Research Council of Canada (Discovery Grant No. 122795-2010) en het programma van de Canada Research Chair in Quantum Semiconductors (JJD). De hulp van Xiaohuan Xuang, Mohamed Walid Hassen en de technische assistentie van Sonia Blais van het Université de Sherbrooke Centre de caractérisation de matériaux (CCM) bij het verzamelen van XPS-gegevens wordt zeer op prijs gesteld. NL erkent het Merit Scholarship Program for Foreign Student, Fonds de recherche du Québec - Nature et technologies, voor het verstrekken van een afstudeerdersbeurs.

1. Monstervoorbereiding <ol><li> Gebruik een diamode schrijver met een n-type splitsen (P-gedoteerde) één zijde gepolijst Si wafer (resistiviteit 3,1 ~ 4,8 Ω.m) dat 3 inch in diameter, 380 urn dik, in monsters van 12 mm x 6 mm; Reinig de monsters in OptiClear, aceton en isopropyl alcohol (5 minuten voor elke stap). </li><li> Etch monsters in een ~ 0,9% HF oplossing gedurende 1 minuut om weg te etsen initiële oxide; spoelen in DI water en droog in een hoge zuiverheidsgraad (99,999%), stikstof (N2). </li><li> Store voorbereid monsters in N 2 zak om hun oxidatie in de lucht te beteugelen. </li></ol> 2. bestralen samples op ArF (λ = 193 nm) en KrF (λ = 248 nm) Lasers. <ol><li> Leg monsters in een 0,74 mm hoog kamer en dan sluit de kamer met een kwartsglas venster dat hoge transmissie van UV (≥90%) heeft. Vul de kamer met H 2 O 2 / H2O-oplossing in het gebied van 0,01-0,2% of ontgast Methanol met een microfluïdische kanaal. </li><li> Bestralen met monsters gehomogeniseerd ArF of KrF lasers bij verkleining van 2,6 en 1,8 respectievelijk. Bestralen slechts 2 plaatsen op elk monster door het verhogen laserpulsen 100-600 in stap 100 pulsen via een cirkelvormig masker (4 mm diameter). Bestralen van de monsters op dezelfde wijze met een &quot;maple leaf&quot; (9 mm x 7,2 mm) masker. </li><li> Spoelen monsters in DI water, droog met N2 flush; Plaats de monsters in een afgesloten houder, dan snel verpakking met N2 vullen, om blootstelling aan lucht te voorkomen vóór verdere experimenten. </li></ol> 3. Immobilisatie van Bio-geconjugeerde Nanospheres <ol><li> Verdun met biotine geconjugeerd en fluoresceïne gekleurd 40-nm diameter nanobolletjes in een pH 7,4 fosfaat gebufferde zoutoplossing (PBS 1X) oplossing tot 10 12 deeltjes / ml bij kamertemperatuur (~ 25 ° C). Dompel ArF of KrF laser bestraalde monsters 2 en# 160; uur in deze oplossing bij kamertemperatuur. </li><li> Was monsters met PBS om fysisch gebonden fluoresceïne gekleurd nanosferen op het oppervlak te elimineren. </li></ol> 4. Oppervlakte karakterisering <ol><li> Contact hoek (CA) meting <ol><li> Uit te voeren statische CA metingen met een goniometer in een omgeving van RT en luchtvochtigheid. </li><li> Employ hoge zuiverheid DI water (weerstand 17,95 MQ · cm) in een micro-injectiespuit; vergelijkbaar volume genereren (~ 5 ul) druppels op het monsteroppervlak door het verlagen van de micro-injectiespuit aan een soortgelijke hoogte voor elke meting. </li><li> Vastleggen en opslaan van het water daalt profiel beelden door CCD-camera met software. Meet onafhankelijk 4 verschillende plaatsen met dezelfde bestraling voorwaarden. </li><li> Schatting en het gemiddelde van de CA waarden in het drop-analyse module van ImageJ software; laadt het beeld en verandert het in grijswaarden; start de plugin Dropsnake; Plaats ruwweg enkele knopen op de druppel contour (~ 10 knopen) van links naarrecht om slang initialiseren; aanvaarden de curve het aansluiten van deze knopen en evolueren de bocht door te drukken op de knop slang. Opmerking: contact hoeken worden weergegeven in het beeld en de tafel. </li></ol></li><li> XPS meting <ol><li> Onderzoeken oppervlak chemische modificatie met een XPS-spectrometer (1x10 -9 Torr basisdruk) uitgerust met een Al Ka bron werkt op 150 W: <ol><li> Laden van de monsters in de vacuümkamer. </li><li> Verwerven van het oppervlak enquêtegegevens constant energie vormen van 50 eV pas energie uit een gebied van 220 micrometer x 220 micrometer. </li><li> Verwerven hoge resolutie scans gegevens uit dezelfde geanalyseerd gebied op 20 eV passeren energie. </li></ol></li><li> Werkwijze XPS-spectra gegevens XPS-spectra kwantificering software, zoals genoemd 25,26. </li></ol></li><li> Fluorescentiemicroscoop imaging <ol><li> Excite monsters, die werden bestraald door middel van &quot;esdoornblad&quot; masker en blootgesteld aan lood nanobolletjes fluoresceïne, met behulpeen blauwe lichtbron (λ = 450 ~ 490 nm). </li><li> Let fluorescentiebeelden, die uitzendt bij 515 nm, met een fluorescentie omgekeerde microscoop bij een vergroting van 4X. </li><li> Karakteriseren de oppervlaktemorfologie van deze monsters met AFM, zoals genoemd 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>

De auteurs hebben niets te onthullen.

Wij hebben een protocol UV laserbestraling Si wafer voorgesteld in een microfluïdische kamer gevuld met een lage concentratie van H 2 O 2 oplossing voor een superhydrofiel Si oppervlak dat vooral induceren vanwege de vorming van Si-OH. UV laser fotolyse van H 2 O 2 moest negatief geladen OH vormen - radicalen. Ook UV laser foto-elektrisch effect leidt tot de vorming van een positief geladen oppervlak 37. Daarom is de wisselwerking van deze negatieve OH <s...

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.

<table><tbody><tr><td>fluoresceine gekleurde nanosferen</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>Fluorescentiemicroscoop</td><td>Olympus</td><td>IX71</td><td></td></tr><tr><td>XPS-kwantificeringssoftware</td><td>CasaXPS</td><td>2.3.15</td><td></td></tr></tbody></table>

selectieve area wijziging van silicon surface bevochtigbaarheid door pulsed uv laser bestraling in liquid milieu

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

De bevochtigbaarheid van silicium (Si) is één van de belangrijkste parameters in de technologie van oppervlakte functionalisering van dit materiaal en de fabricage van biosensoren. We rapporteren over een protocol van het gebruik van KrF en ArF lasers bestralen Si (001) monsters ondergedompeld in een vloeistof omgeving met lage aantal pulsen en werkend bij matig lage puls invloeden naar Si bevochtigbaarheid wijziging induceren. Wafers ondergedompeld gedurende maximaal 4 uur in een 0,01% H 2 O 2 / H 2 O oplossing heeft meetbare verandering in de initiële contacthoek (CA) ~ 75 ° vertonen. De 500-puls KrF en ArF lasers bestraling van dergelijke wafers in een microkamer gevuld met 0,01% H 2 O 2 / H 2 O oplossing bij 250 en 65 mJ / cm 2, respectievelijk, is de CA near 15 ° af, hetgeen de vorming van een superhydrofiel oppervlak. De vorming van eindstandige OH-Si (001), zonder meetbare verandering van de wafer oppervlaktemorfologie heeftbevestigd door röntgen foto-elektron spectroscopie en atomaire kracht microscopie metingen. De selectieve gebied bestraalde monsters werden vervolgens ondergedompeld in een biotine-geconjugeerd fluoresceïne gekleurd nanosferen oplossing 2 uur, wat resulteert in een succesvolle immobilisatie van de nanobolletjes in de niet-bestraalde gebied. Dit illustreert het potentieel van de werkwijze voor selectieve stippellijn biofunctionalization en fabricage van geavanceerde Si-gebaseerde biosensoren architecturen. We een vergelijkbaar protocol van bestraling van wafers ondergedompeld in methanol (CH 3 OH) met ArF laser beschrijven ook werkt bij puls Fluence van 65 mJ / cm2 en in situ vorming van een sterk hydrofoob oppervlak van de Si (001) met de CA van 103 °. De XPS resultaten geven ArF laser geïnduceerde vorming van Si (OCH3) x verbindingen die het waargenomen hydrofobiciteit. Echter, dergelijke verbindingen werden gevonden door XPS op de Si oppervlak bestraald door KrF laser in methanol, demonstrerenhet onvermogen van de KrF laser methanol photodissociate creëren -OCH3 resten.

Deze representatieve resultaten zijn voorgesteld in onze eerdere gepubliceerde werk 23,24. Figuur 1 toont de CA vs. N (aantal pulsen) op sites bestraald met KrF laser bij 250 mJ / cm 2 in DI H2O voor verschillende concentraties H 2 O 2 / H 2 O oplossingen (bijv., 0,01, 0,02, 0,05 en 0,2%). De CA af met toenemende impulsgetal van alle H 2 O 2 oplossingen. De minimale CA (~ 15 °) van de 0,02 en 0,01% H 2<...

We rapporteren op een werkwijze in situ verandering van HF behandelde Si (001) oppervlak in een hydrofiel of hydrofoob toestand door bestralen monsters microfluïdische kamers gevuld met H 2 O 2 / H2O-oplossing (0,01% -0,5%) en methanol oplossingen met behulp van UV-gepulste laser van een relatief lage hartslag Fluence.

Selectieve Area Wijziging van Silicon Surface Bevochtigbaarheid door Pulsed UV Laser bestraling in Liquid Milieu

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

Het algemene doel van dit experiment is om de vorming van zowel hydrofiele als hydrofobe oppervlakken op siliconen aan te tonen door bestraling met kryptonfluoride- en argonfluoridelasers van monsters die zijn ondergedompeld in waterstofperoxideloplossingen met een lage concentratie of methanol. Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van enkele kernvragen in het veld van de laser-halfgeleiderinteractie met betrekking tot selectieve chemische modificatie van het halfgeleideroppervlak, wat geschikt kan zijn voor biosensortoepassingen. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat deze kan worden toegepast voor een nauwkeurige controle van de levensvatbaarheid van het siliconenoppervlak zonder dat een vacuüm is vereist.Morfologie van de halfgeleider. Wij hadden eerst het idee voor deze methode. We onderzoeken een op lasers gebaseerd proces voor de selectieve vorming van oppervlaktedefecten die in de technologie worden gebruikt.Bij kwantum-mal-vermenging is een visuele demonstratie van deze methode cruciaal, aangezien de populatie van de luchtblaasvloot in de eenvoudige kamer en de bestraling met de gehomogeniseerde straal van de EXIM-laser relatief moeilijke stappen zijn.

selective-area-modification-silicon-surface-wettability-pulsed-uv

Research

JoVE Journal

Engineering

Techniek

Hier beschrijven we een eenvoudige methode voor de patronen oxide-vrij silicium en germanium met reactieve organische monolagen en demonstreren functionalisering van het patroon substraten met kleine moleculen en eiwitten. De aanpak beschermt volledig oppervlakken tegen chemische oxidatie, biedt nauwkeurige controle over de functie morfologie, en biedt direct toegang tot chemisch gediscrimineerd patronen.

Zacht Lithografische functionalisering en patroonvorming Oxide-vrij silicium en germanium

Dit protocol beschrijft het gebruik van microschaal silicium consoles als buigzaam cultuur oppervlakken voor het meten van de contractiliteit van spiercellen in vitro. Cellular samentrekking cantilever buigen, die kan worden gemeten, geregistreerd en omgezet in uitlezingen van kracht, die een non-invasieve en schaalbaar systeem voor het meten contractiele functie in vitro.

Benutting van microschaal Silicon Cantilevers to Cellular contractiele functie Beoordelen In Vitro

We rapporteren dat de diffractielimiet van conventionele optische litografie kan worden overwonnen door gebruik te maken van de overgangen van organische fotochrome derivaten, geïnduceerd door hun fotoisomerisatie bij lage lichtintensiteiten.1-3 Dit artikel beschrijft onze fabricagetechniek en twee vergrendelingsmechanismen, namelijk: oplossing van een foto-isomer en elektrochemische oxidatie.

Patroonvorming via Optical Verzadigbare Transitions - fabricage en karakterisering

Een RT vloeibare oppervlaktepassivering techniek om de recombinatie activiteit van bulk silicium gebreken onderzoeken wordt beschreven. Voor de techniek succesvol zijn, zijn er drie belangrijke stappen noodzakelijk: (i) chemisch reinigen en etsen van silicium, (ii) onderdompeling van silicium in 15% fluorwaterstofzuur en (iii) verlichting van 1 min.

Licht Verbeterde waterstoffluoride Passiveren: Een gevoelige techniek voor het opsporen Bulk Silicon Gebreken

Twee soorten oppervlakken, polyestergecoat staal en polyester bekleed met een laag van silica nanodeeltjes bestudeerd. Beide oppervlakken werden blootgesteld aan zonlicht en bleek aanzienlijke veranderingen in de chemie en nanoschaal topografie van het oppervlak veroorzaken.

De evolutie van Silica nanodeeltjes-polyester Coatings op oppervlakken blootgesteld aan zonlicht

Uniforme grootte nanodeeltjes kunnen schommelingen in contact gat afmetingen patroon in poly (methyl methacrylaat) (PMMA) fotolakfilms door elektronenstraal (E-beam) lithografie te verwijderen. Het proces omvat elektrostatische trechtervorming naar het centrum en deposito nanodeeltjes in contact gaten, gevolgd door fotoresist reflow en plasma- en nat-etsen stappen.

Het gebruik van Offer Nanodeeltjes te verwijderen van de effecten van Shot-noise in contact Gaten vervaardigd door E-lithografie

Oppervlakte fabricage methoden voor patroon afzetting van nanometer dik borstels of micron dik, kruisverwijzende films van een azlactone blok co-polymeer worden gemeld. Kritische experimentele stappen, representatieve resultaten en beperkingen van elke methode worden besproken. Deze methoden zijn handig voor het creëren van functionele interfaces met op maat gemaakte fysieke kenmerken en afstembare oppervlakte reactiviteit.

Fabriceren van reactieve oppervlakken met borstel-achtige en kruisverwijzende Films van Azlactone-matiemaatschappij blok co-polymeren

Dit werk presenteert microfabricageprotocollen voor het bereiken van holtes en pilaren met reentrant- en dubbelreentrantprofielen op SiO2/Si wafers met behulp van fotolithografie en droge etsen. Resulterende microtextuur oppervlakken tonen opmerkelijke vloeibare pellence, gekenmerkt door robuuste lange termijn beknelling van lucht onder bevochtigende vloeistoffen, ondanks de intrinsieke natheid van silica.

Rendering SiO2/Si Surfaces Omniphobic door Carving Gas-Entrapping Microtextures Bestaande uit Reentrant en Dubbel Reentrant Cavities of Pilaren

Een protocol voor metaalondersteunde chemische inprenting van 3D-microschaalkenmerken met vormnauwkeurigheid van minder dan 20 nm in vaste en poreuze siliciumwafers wordt gepresenteerd.

Metaalondersteunde elektrochemische nano-afdruk van poreuze en vaste siliciumwafers

Dit artikel volgt de levenscyclus van een siliciumnitridemembraanresonator, van ontwerp via fabricage tot karakterisering.

Fabricage en karakterisering van high-Q siliciumnitride-membraanresonatoren

Dit protocol presenteert een door licht geïnduceerde methode voor het vervaardigen van gladde driedimensionale structuren via sequentiële digitale patronen en enten op met silaan beklede nanoporeuze oppervlakken. Deze benadering maakt de ruimtelijk gecontroleerde vorming van gladde gebieden mogelijk, waardoor vloeistofafstotende patronen en de kwantitatieve analyse van grensvlakgladheid mogelijk worden, met toepassingen in vloeistofmanipulatie en oppervlaktetechniek.

Door licht geïnduceerde patroonvorming en enten voor gladde oppervlakken op basis van met silaan beklede nanoporeuze structuren

Ontdek hoe je met gepulste UV-laserbestraling in vloeistof selectief hydrofiele en hydrofobe oppervlakken op silicium creëert voor biosensortoepassingen. Deze methode werkt zonder vacuümcondities.

Selectieve Area Wijziging van Silicon Surface Bevochtigbaarheid door Pulsed UV Laser bestraling in Liquid Milieu

Meer video's verkennen