凝聚态物理 > 材料科学
[提交于 2025年2月26日
]
标题: 化学和形貌对铜润湿性的影响
标题: Influence of Chemistry and Topography on the Wettability of Copper
摘要: 为了理解地形和表面化学在润湿性中的复杂相互作用,需要进行研究这两个参数的基础性研究。 由于润湿性对其中一个参数的微小变化非常敏感,因此精确控制实验方法至关重要。 对其在润湿性中的影响有深入的理解,有助于设计具有独特功能的表面。 我们进行了一项多步骤的研究:通过确定挥发性碳质物种(A)的吸附以及在平坦铜基底上溅射沉积金属铜和氧化铜(B),分析了表面化学的影响。 通过激光加工创建了精确的表面形貌。 通过皮秒激光加工(C)创建了各向同性形貌,而通过不同脉冲持续时间的直接激光干涉光刻(DLIP)(D)制备了分层各向异性线图案。 我们的结果表明,尽管存在碳氢化合物的持续积累,抛光铜表面的长期润湿响应随时间稳定,并且主要由吸附层主导,而不是基底的氧化状态(Cu、CuO、Cu2O)。 通过激光加工调整形貌,可以精确调节表面的润湿响应。 主要线状图案的次级图案形态对静态接触角、润湿各向异性和水粘附性有显著影响。 图案凹槽内的粗糙度增加,同时峰顶的粗糙度较小,有利于空气夹带、各向同性疏水性和低水粘附性。 增加纵横比虽然增加了峰顶粗糙度,但显示出增强空气夹带和疏水性的效果,同时观察到了随时间变化的润湿转变。
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