Селективный Площадь Модификация поверхности кремния смачиваемости импульсным УФ лазерного облучения в жидкой среде

Общая цель данного эксперимента — продемонстрировать формирование как гидрофильных, так и гидрофобных поверхностей на силиконе путем облучения лазерами на основе фторида криптона и фторида аргонна из образцов, погруженных в растворы перекиси водорода или метанола в низкой концентрации. Этот метод может помочь ответить на некоторые ключевые вопросы в области взаимодействия лазерных полупроводников, касающиеся селективной химической модификации поверхности полупроводника, что может быть пригодно для применения в биосенсорике. Основное преимущество этой методики заключается в том, что они могут применяться для контроля жизнеспособности поверхности кремния в стали без всасывающей поверхности.

Морфология полупроводника. Впервые у нас появилась идея этого метода. Исследован процесс создания U-образной лазерной основы для селективного формирования области поверхностных дефектов, используемых в технологии.

Теперь, когда происходит квантовое смешивание, визуальная демонстрация этого метода имеет решающее значение, поскольку заполнение воздушного кармана простой камеры и излучение гомогенизированным лучом EXIM-лазера являются относительно сложными шагами. Для начала с помощью алмазного начертания расщепите кремниевую пластину с фосфором торцевого типа одной полированной стороной на образцы размером 12 на шесть миллиметров толщиной 380 микрон. Затем очистите образцы, промыв их в дин-ацетоне, а затем в изопропиловом спирте по пять минут каждая.

Затем образцы протравливают в 0,9%-ном растворе фтористоводородной кислоты в течение одной минуты, чтобы удалить исходный оксид, затем промывают их в деионизированной воде и высушивают струей азота высокой чистоты. Храните подготовленные образцы в пакете, заполненном азотом, чтобы остановить окисление, когда будете готовы продолжить, поместите образцы в камеру высотой 0,74 миллиметра. Заполнял камеру от 0,01 до 0,2% перекиси водорода, разведенной в воде или метанолом DGAs, а затем герметизировал камеру окном из плавленого кремнезема, который имеет высокое пропускание ультрафиолетового света.

Убедитесь, что внутри камеры не осталось воздушных карманов. Облучайте образец гомогенизированным пучком только в двух местах на каждом образце, увеличивая число импульсов со 100 до 600 с шагом 100 импульсов через круговую маску диаметром четыре миллиметра. Затем облучите образцы таким же образом, используя маску кленового листа.

Когда закончите, промойте образцы ионизированной водой, а затем высушите их азотной промывкой, разведите биотин сопряженный и окрашенный флуоресцеином наносферы диаметром 40 нанометров с PBS в соотношении от 10 до 12-й части на миллилитр при комнатной температуре. Далее погрузите криптон фторид облученных лазером образцов на два часа в этот раствор при комнатной температуре. Затем замочите облученные образцы в PBS на одну минуту, чтобы удалить с поверхности все несвязанные наносферы, окрашенные флуоресцеином.

Начните с того, что поместите образец на чистую плоскую поверхность, сформируйте каплю на кончике микрошприца и медленно опустите его на поверхность образца, пока он не соприкоснется и не перейдет на поверхность. Используя захват с ПЗС-камеры и сохранив изображения профиля капли воды, измерьте каждый угол контакта независимо на каждой из лазерных точек. Затем загрузите изображения в изображение J и используйте плагин анализа капель snake для оценки и усреднения значений угла контакта.

Начните с преобразования изображений в изображения в оттенках серого. Далее наметьте контур капли слева направо, чтобы инициализировать змейку. Примите кривую, соединяющую эти узлы, и развивайте кривую, нажимая кнопку змейки.

Повторите этот процесс для каждой капли, которая была изображена. Рассчитать среднее значение угла контакта с четырех облученных лазером участков на разных образцах для проведения рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии. Начните с загрузки образцов в вакуумную камеру и вытягивайте вакуум из 10 умножить на отрицательную девять.

Затем Tor получает данные поверхностной съемки в режимах постоянной энергии с энергией пропускания 50 электронвольт. Нацельтесь на область размером 220 на 220 микрон, используя излучение алюминия K alpha, произведенное электронным лучом, мощностью 150 Вт. Затем получите сканы с высоким разрешением из той же анализируемой области с использованием энергии пропускания 20 электрон-вольт.

Наконец, обработайте полученные спектры с помощью соответствующего программного обеспечения для количественной оценки в соответствии со спецификациями производителя. Эти результаты были получены после среднего 10-минутного воздействия растворов перекиси водорода. Угол контакта уменьшается с увеличением числа импульсов для всех различных концентраций перекиси.

Минимальный угол контакта около 15 градусов был получен с использованием как 0,02, так и 0,01%Растворы перекиси водорода при 500 импульсах рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии показывают, что количество диоксида кремния и гидроксида кремния на участке, облученном криптоновым фторидным лазером, больше, чем на необлученных участках. Так как поверхности, покрытые диоксидом кремния, имеют минимальный угол контакта от 45 градусов до 50 градусов, а слои гидроксида кремния имеют минимальный угол контакта 13 градусов. Супергидрофильный монослой гидроксида кремния, скорее всего, ответственен за уменьшение угла контакта в облученных образцах.

Поскольку покрытые биотином флуоресцентные наносферы иммобилизованы предпочтительно на гидрофобных необлученных силиконовых поверхностях, наблюдаемый на зеленом фоне рисунок кленового листа указывает на область сильно гидрофильной поверхности, изготовленной лазером KRF. Выполняя эту процедуру, важно помнить о минимизации окисления от воздействия воздуха и уменьшении образования пузырьков во время лазерного облучения После этой процедуры. Другие методы, использующие, например, УФ-лампы, также могут быть исследованы для химически модифицированной поверхности с возможностью использования материалов.

Потенциальное преимущество этого метода заключается в его способности превращать силиконовую поверхность из гидрофобной в гидрофильную и наоборот без удаления волны из камеры обработки. После освоения эта техника может быть завершена примерно за 30 минут в зависимости от сложности шаблона для селективной модификации воздуха. Таким образом, после просмотра этого видео у вас должно быть хорошее понимание того, как использовать ультрафиолетовый свет лазера для лечения экземы для контроля способности силиконовой поверхности в выбранных областях.

Не забывайте, что работа с ультрафиолетовым излучением может быть чрезвычайно опасной, и во время выполнения этой процедуры всегда следует надевать средства защиты от ультрафиолета. Кроме того, работа с фтористоводородной кислотой опасна и требует ношения резиновых перчаток и средств защиты лица.