Implementación de sistema de plasma para la modificación y limpieza de superficies

Abstract

Investigamos los efectos de varios tratamientos de limpieza, incluida la exposición al plasma de argón, sobre la mojabilidad y la topografía de la superficie de muestras de vidrio y silicio. El ángulo de contacto y la rugosidad de la superficie se midieron mediante goniometría de gota sésil y microscopía de fuerza atómica, respectivamente. Se observó una disminución significativa en el ángulo de contacto de ambos materiales después de ser tratados con plasma de argón, mientras que la rugosidad en las muestras tratadas con plasma de argón experimentó variaciones mínimas, menores a 2 nm. En las muestras de silicio no se observaron cambios drásticos en la topografía, mientras que en el vidrio es notoria la transición a una superficie más uniforme. Se logra un comportamiento superhidrofílico en ambos materiales, es decir, un ángulo de contacto aparente de 0°. Los resultados nos permiten ver que la eficacia y el control del tratamiento con plasma son superiores al de la limpieza ultrasónica y con isopropanol. Adicionalmente, se observó que la mojabilidad es directamente proporcional a la potencia del plasma de argón utilizado. Se discuten posibles ideas para proyectos futuros, que incluyen parámetros de plasma no analizados en este trabajo actual, por ejemplo, tipo de gas y presión.

We investigated the effects of various cleaning treatments, including exposure to argon plasma, on the wettability and surface topography of glass and silicon samples. The contact angle and surface roughness were measured by sessile drop goniometry and atomic force microscopy, respectively. A significant decrease in the contact angle of both materials was observed after being treated with argon plasma, while the roughness in the samples treated with argon plasma experienced minimal variations, less than 2 nm. In the silicon samples, drastic changes in the topography were not observed, while in the glass, the transition to a more uniform surface is notorious. Superhydrophilic behavior is achieved in both materials, i.e., an apparent contact angle of 0◦. The results allow us to see that the effectiveness and control of the treatment with plasma are superior to that of ultrasonic and isopropanol cleaning. Additionally, it was observed that the wettability is directly proportional to the power of the argon plasma used. Possible ideas for future projects are discussed, which include plasma parameters not analyzed in this present work, e.g., gas type and pressure.