通过金属辅助的层级纳米-微米纹理化工艺制备的超疏水黑硅表面的卡西米尔-利夫希茨量子态

摘要： 我们通过在微金字塔形硅表面进行层级纳米纹理化处理，制备出类似荷叶的超疏水硅纳米表面。该工艺采用基于银纳米颗粒沉积的金属辅助化学蚀刻法实现。这种层级微纳结构展现出约134°~150°接触角的超疏水特性，同时通过光子隧穿效应呈现黑硅的强光吸收特征。实验观察到波长范围在414.7~440nm和509~516.2nm区间内存在宽谱与锐利峰共存的表面光致发光现象。纳米表面的场致隧穿电流证实了量子表面态的形成。根据真空中光子卡西米尔-利夫希茨量子态分析表明，水滴的超疏水行为与纳米表面密切相关，且纳米多孔腔体可吸收太赫兹能量。该硅纳米表面在800~900cm?1光谱范围（对应99.2~111.6meV能量区间及24~27THz频率）表现出宽带吸收特性。