飞秒激光加工石墨烯材料及其应用

发布时间：2024-07-05 19:09

　　飞秒激光具有超快超强超精密的优势,使其成为加工石墨烯的理想的方式之一。本文介绍了飞秒激光加工石墨烯材料,包括飞秒激光加工石墨烯薄膜材料和飞秒激光液相烧蚀加工石墨烯材料。同时,重点介绍了飞秒激光加工石墨烯材料的应用,包括在微电路和光电子器件、集成传感器和机械装置、微型超级电容器中的应用。

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【部分图文】：

图3利用飞秒激光脉冲制作用于加工石墨烯花的工艺示意图[34]。（a）氧化石墨烯片；（b）还原氧化石墨烯片；（c）经过抽滤得到的石墨烯薄膜；（d）单个脉冲激光加工出来的石墨烯花；（e）利用激光直写大面积加工的花图案；（f）在表面大面积加工的微纳花结构与未加工表面的亲疏水性对比

除了加工氧化石墨烯薄膜外，飞秒激光也通过碳化聚酰亚胺有机物来获得石墨烯材料。与其他高分子材料相比，聚酰亚胺具有良好的可加工性、电气和隔热性能，适用于航空航天、光电子、国防等领域。Dorin等[35]通过将飞秒激光直写加工聚酰亚胺的工艺应用于典型纳米结构微电路的制备。因为微型电路的....

图4实验结果。（a）石墨烯量子点的TEM和AFM[43];(b）氧化石墨烯片经过30min激光烧蚀后的透射电镜图像[44]

Liu等[43]利用飞秒激光激发掺杂氮的石墨烯量子点，系统地研究了其双光子激发荧光，并将其应用于高效的双光子细胞和深组织成像。图4(a）为制备的量子点的透射电镜图（TEM）和AFM。实验中发现，在多次飞秒近红外激光照射下的石墨烯量子点表现出较小的光漂白和光热效应，在较宽的酸碱性范....

图1石墨烯薄膜的微纳结构。（a）玻璃基板上的“石墨烯”文字图案；（b）玻璃基板上的石墨烯螺旋图案；（c）玻璃基板上的石墨烯线条阵列；（d）二氧化硅/硅基板上的电路图案[22]

Park等[27]利用飞秒激光诱导化学气相沉积的方法，得以更快一步制备出图案化的石墨烯薄膜。实验中，他们利用飞秒激光激光束照射镍箔，引起局部温度升高，从而在室温下精确地直接加工出石墨烯图形。该工艺通过一次扫描即可实现，无需预处理或后处理。更令人惊讶的是，其生长速度比一般化学气相沉....

图2实验结果。（a）不同飞秒激光功率下连续波激光辐照斑的光学图像[31];(b）周期性表面结构的SEM和AFM[32]

Kang等[31]用飞秒激光对氧化石墨烯薄膜进行了加工，同时也通过改变参数来探究烧蚀氧化石墨烯薄膜的情况，图2(a）为激光辐照斑的光学图像。在激光功率为100mW时，激光修饰区的辐照样品直径约为50μm，明显大于原来的激光光斑。可以发现，光斑在氧化石墨烯薄膜上有明显的烧蚀区域，这....

本文编号：4001394