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'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'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'irradiazione laser UV di semiconduttori III-V in deionizzata (DI) diminuisce ossidi superficiali e carburi, mentre l'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.