石墨烯的化學和物理處理能使用超快激光器進行嗎?
1.石墨烯圖像消融
在厚度上只需一個或許少數幾個原子單層時,石墨烯在較寬的電磁頻譜窗口的光吸收性也相對較高。對單層懸浮石墨烯來講,可見光的這種數值可以準確到2.3%。此外,襯底上的石墨烯可以依據襯底的性質和界面供應高達10倍的光吸收性。在運用具有十分高的光子密度的超快激光器時,可以進一步進步光吸收性。這樣一來就能供應更準確高效的石墨烯消融。
電子運用一般需求石墨烯放置在硅襯底熱生長氧化硅上。在這種情況下,石墨烯的高效吸收特功可以完結硅或氧化硅無損石墨烯消融。
由于石墨烯的原子級厚度,可以通過單次消融法削減處理時間。進而完結1μm或許更小標準設備,此外還能通過激光誘導多光子加工法完結次波長分辨率。
2.石墨烯與激光輻照
在曩昔十年,石墨烯現已引起了巨大的顫動。由于其共同的性質,使其廣泛被用于各種運用,包括光子、光電、傳感器、化學反應以及動力存儲等。現已對于石墨烯技術開發了不一樣的處理技術,但首要都是依據硅的微電子慣例處理辦法。激光加工剛剛開始被用于石墨烯設備的開發,可是現已閃現出了其巨大的潛力。激光束可用于不一樣類型石墨烯的處理,包括激光輔佐石墨烯生長(LIG,碳化硅和聚酰亞胺)、不一樣襯底圖像消融、乃至是化學改性(氧化和功用化;如下圖)。這些進程可用于不一樣光電、光子以及納米機電系統(NEMS)設備的直接結合。
超快激光器用于石墨烯的化學和物理處理
超快激光器可以通過單一進程的激光直寫取代多進程光刻;這樣一來,可以防止通過濕法技術在表面構成的任何雜質。
3.石墨烯的光化學處理
材料表面的光化學處理盡人皆知,使用光輻照(一般是紫外光),通過內部相變或許與周圍環境(氣體、蒸汽和液體等)的化學反應來改動材料的功用。激光加工進程運用最廣的光化學處理法是通過激光輻照多光子聚合的增材制造技術。這為聚合物和復合材料的3D化學加工供應了一個共同的流程。這種辦法相同適用于碳基石墨烯,可以通過劇烈的紫外光氧化進行化學加工。
石墨烯的其他新特性正在進行研究,可以通過使用激光加工在新的微電子渠道對石墨烯結合供應可拓展的、迅速、可重復的無雜質技術。
在微觀納米電子設備包括光伏、閃現器、傳感器或許大型有機電子器件的開發和制造進程中,超快激光器(皮秒和飛秒)被廣泛用于薄膜構圖。
超快激光器的首要長處是其有限的熱效應和迅速能量散失,然后完結凌亂的多層結構超薄膜的構圖。
行將到來的納米材料年代也將帶來超快、高效微型化設備。可是處理這些新式納米材料,準確至單原子層,具有極大的技術艱難。下面就介紹了超快激光器圖像化用于二維碳晶格即石墨烯的原子級運用。

