【学术快讯】超两亲性硅片表面以及聚合物膜的制造

在过去的几十年里，硅片得益于丰富的资源和高载流迁移率，被广泛应用于无机半导体行业。近年来，随着有机光电材料的发展，硅基有机-无机混合器件在基础和应用领域受到越来越广泛的关注。在混合器件中为了能够得到具有一致性的有机薄膜，超两亲性表面表现出极大的优势：不管在水相中还是在油相中都可以完全的伸展。

近日，中科院理化所研发出一种平面的超两亲性硅片，这种材料无论是在水中还是在典型的有机溶剂中，其接触角（CAs）都接近0^o。相关的研究成果发表在5月15日的Angew. Chem. Int. Ed.期刊上。

文章介绍到制备这种超两亲性硅片只需要三步：

1）双氧水和氨水的混合溶液不仅可以洗去硅片表面的有机污垢，还可以蚀刻硅片表面；

2）双氧水和盐酸的混合溶液去除碱金属离子和其他金属污物；

3）硝酸氧化钝化硅片表面。

图1：超两亲性硅片的制备步骤

图2：水或有机溶剂在硅片表面浸润的原理示意图

水滴在硅片的表面时，水首先浸润亲水的纳米网格，随后产生2D毛细管效应，跨过疏水的纳米网格，向相邻的亲水性纳米网格延展扩散。这一原理同样可以解释油相有机溶剂在硅片表面扩散的过程。

研究者表示这种材料可运用于有机薄膜晶体管、传感器和有机太阳能电池中，有望在有机光电材料和无机微型电子设备的交叉领域有十分重要的意义。

论文信息：

Superamphiphilic Silicon Wafer Surfaces and Applicationsfor Uniform Polymer Film Fabrication.

Zhongpeng Zhu, Ye Tian,* Yupeng Chen, Zhen Gu, ShutaoWang, and Lei Jiang

Angew. Chem. Int. Ed.2017, 56, 5720 –5724. DOI: 10.1002/anie.201700039

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