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.