石墨烯的化學(xué)和物理處理能使用超快激光器進(jìn)行嗎?
1.石墨烯圖像消融
在厚度上只需一個(gè)或許少數(shù)幾個(gè)原子單層時(shí),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(shù)值可以準(zhǔn)確到2.3%。此外,襯底上的石墨烯可以依據(jù)襯底的性質(zhì)和界面供應(yīng)高達(dá)10倍的光吸收性。在運(yùn)用具有十分高的光子密度的超快激光器時(shí),可以進(jìn)一步進(jìn)步光吸收性。這樣一來就能供應(yīng)更準(zhǔn)確高效的石墨烯消融。
電子運(yùn)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(jié)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(shí)間。進(jìn)而完結(jié)1μm或許更小標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備,此外還能通過激光誘導(dǎo)多光子加工法完結(jié)次波長分辨率。
2.石墨烯與激光輻照
在曩昔十年,石墨烯現(xiàn)已引起了巨大的顫動。由于其共同的性質(zhì),使其廣泛被用于各種運(yùn)用,包括光子、光電、傳感器、化學(xué)反應(yīng)以及動力存儲等。現(xiàn)已對于石墨烯技術(shù)開發(fā)了不一樣的處理技術(shù),但首要都是依據(jù)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(shè)備的開發(fā),可是現(xiàn)已閃現(xiàn)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(xué)改性(氧化和功用化;如下圖)。這些進(jìn)程可用于不一樣光電、光子以及納米機(jī)電系統(tǒng)(NEMS)設(shè)備的直接結(jié)合。
超快激光器用于石墨烯的化學(xué)和物理處理
超快激光器可以通過單一進(jìn)程的激光直寫取代多進(jìn)程光刻;這樣一來,可以防止通過濕法技術(shù)在表面構(gòu)成的任何雜質(zhì)。
3.石墨烯的光化學(xué)處理
材料表面的光化學(xué)處理盡人皆知,使用光輻照(一般是紫外光),通過內(nèi)部相變或許與周圍環(huán)境(氣體、蒸汽和液體等)的化學(xué)反應(yīng)來改動材料的功用。激光加工進(jìn)程運(yùn)用最廣的光化學(xué)處理法是通過激光輻照多光子聚合的增材制造技術(shù)。這為聚合物和復(fù)合材料的3D化學(xué)加工供應(yīng)了一個(gè)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(jìn)行化學(xué)加工。
石墨烯的其他新特性正在進(jìn)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(jié)合供應(yīng)可拓展的、迅速、可重復(fù)的無雜質(zhì)技術(shù)。
在微觀納米電子設(shè)備包括光伏、閃現(xiàn)器、傳感器或許大型有機(jī)電子器件的開發(fā)和制造進(jìn)程中,超快激光器(皮秒和飛秒)被廣泛用于薄膜構(gòu)圖。
超快激光器的首要長處是其有限的熱效應(yīng)和迅速能量散失,然后完結(jié)凌亂的多層結(jié)構(gòu)超薄膜的構(gòu)圖。
行將到來的納米材料年代也將帶來超快、高效微型化設(shè)備。可是處理這些新式納米材料,準(zhǔn)確至單原子層,具有極大的技術(shù)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(yùn)用。
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