Управление морфологией и свойствами смачиваемости полупроводников с помощью наносекундного лазерного текстурирования
М.М. Васильев1, А.А. Родионов1, Т. Гианнакис2,3, М. Кандела2, В.С. Суляева4, В.В. Терехов1, С.В. Старинский1,2,5
1Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия
vasilevmik.arck@gmail.com
2Институт теоретической и физической химии, Национальный фонд научных исследований Греции, Афины, Греция
thgiannakis@eie.gr
3Афинский национальный университет им. Каподистрии, Физический факультет, Афины, Греция
4Институт неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАН, Новосибирск, Россия
5Новосибирский государственный университет, Новосибирск, Россия
starikhbz@mail.ru
Ключевые слова: наносекундная лазерная обработка, морфология поверхности, свойства смачивания, кремний
Страницы: 663-672
Аннотация
Эффективное управление тепловым режимом в современной компактной электронике требует использования поверхностей с контролируемой смачиваемостью и высокой капиллярной способностью. Несмотря на то, что лазерно-текстурированный кремний широко изучается с точки зрения его оптического отклика, смачивающие свойства этого материала и характеристики капиллярного транспорта остаются исследованными в меньшей степени. В представленной работе кремниевые пластины обрабатывались наносекундным Nd:YAG-лазером для получения двух типов текстурированных поверхностей: GraySi и BlackSi. Микроструктуры анализировались с точки зрения морфологии, смачиваемости и капиллярной способности с использованием числа впитываемости Wi . Поверхность BlackSi продемонстрировала значительно более высокую капиллярную способность ( Wi = 2.3) по сравнению с GraySi ( Wi = 1.3). Исследование поведения испаряющихся капель воды показало, что лазерное текстурирование сокращает время испарения за счет повышения гидрофильности и, что особенно важно, изменяет режим испарения: на поверхности BlackSi сохранялся режим постоянного радиуса контактной линии, тогда как на поверхности GraySi наблюдался переход к смешанному режиму.
DOI: 10.63430/TIA202604006 |
