一种具有疏水性功能表面的单晶硅及其制备方法与应用技术

本发明专利技术属于激光微细加工技术领域，涉及一种具有疏水性功能表面的单晶硅及其制备方法与应用。其制备方法为，在单晶硅表面进行激光辅助水射流加工，使得单晶硅表面形成微米级结构阵列；通过飞秒激光诱导低频周期性表面结构在微米级结构阵列表面形成纳米结构，从而在单晶硅表面形成微纳双尺度的分层结构；将表面具有微纳双尺度的分层结构的单晶硅浸入至疏水性硅烷中进行硅烷化处理，即得；其中，激光辅助水射流加工中，水射流沿扫描速度方向后置于激光。本发明专利技术能够在单晶硅表面形成微纳双尺度分层结构的基础上，使单晶硅表面具备疏水性或超疏水性。疏水性。疏水性。

【技术实现步骤摘要】
一种具有疏水性功能表面的单晶硅及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于激光微细加工
，涉及一种具有疏水性功能表面的单晶硅及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
[0003]浸润性是人们研究固体表面与液体接触时的重要物理性质，具有良好的疏水性的单晶硅表面在光电、微电子和生物医学等诸多领域存在重要应用，如，水滴在具备良好疏水性的硅基太阳能电池表面滚动可以带走堆积在表面的灰尘等污染物，使太阳能电池表面具备自清洁特性，提高电池的光吸收率；在微电子机械系统(MEMS)中，具有优异的疏水性硅基表面微结构可以有效降低粘附力(静摩擦力)，同时增加表面粗糙度，有利于提高产量和使用寿命。
[0004]为了在材料表面实现疏水性自清洁的功能，现有采用的方法有气相沉积法、溶胶凝胶法、水热合成法、静电纺丝法等。但是这些方法因为使用大量化学药品而导致应用受限，或因成本太高步骤繁琐而无法大规本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有疏水性功能表面的单晶硅的制备方法，其特征是，在单晶硅表面进行激光辅助水射流加工，使得单晶硅表面形成微米级结构阵列；通过飞秒激光诱导低频周期性表面结构在微米级结构阵列表面形成纳米结构，从而在单晶硅表面形成微纳双尺度的分层结构；将表面具有微纳双尺度的分层结构的单晶硅浸入至疏水性硅烷中进行硅烷化处理，即得；其中，激光辅助水射流加工中，水射流沿扫描速度方向后置于激光。2.如权利要求1所述的具有疏水性功能表面的单晶硅的制备方法，其特征是，激光辅助水射流加工中采用发出中心波长为1064nm纳秒激光的脉冲光纤激光器。3.如权利要求1所述的具有疏水性功能表面的单晶硅的制备方法，其特征是，激光辅助水射流加工的过程包括如下步骤：调节水射流冲击角度、水射流偏置距离、喷嘴靶距；调节水射流压强；设置激光脉宽、脉冲重复频率、激光功率、扫描速度；根据扫描方向和扫描间距编写扫描轨迹文件，运行加工程序完成水平方向的加工，之后自动旋转工件重复上述操作完成垂直方向的加工，构建出微米级结构阵列；优选地，水射流冲击角度为40
°
～50
°
，水射流偏置距离为0.4～0.6mm，喷嘴靶距为0.4～0.6mm；优选地，水射流压强为6～10MPa；优选地，激光脉宽为10～350ns，脉冲重复频率为20～1000kHz，激光功率为10～20W，扫...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄传真，刘雪飞，刘含莲，姚鹏，刘盾，朱洪涛，邹斌，王军，王真，徐龙华，黄水泉，关亚彬，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：