新型飛秒激光等離子激元光刻技術可加工石墨烯
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05-19
中國航空報訊：近日，中科院長春光學精密機械與物理研究所的研究人員開發了一種新型飛秒激光等離子激元光刻技術（FPL）。利用該技術，研究人員在百納米厚的硅基氧化石墨烯薄膜表面實現了高質量微納周期結構的快速製備。相關成果發表在《光：科學與應用》上。
石墨烯被發現以來，二維材料逐漸進入人們視野，成為材料領域的研究熱點。自組裝、電子束刻蝕和極紫外光刻等技術可以在石墨烯上製備微納結構，進而調控其帶隙、吸收、載流子遷移率等性能。但這些技術存在著耗時長、成本高、缺乏通用性等問題。因此，如何降低成本，高效製備微納結構石墨烯，是目前需要解決的重要問題。
飛秒激光加工技術憑藉著超高峰值功率和超短脈衝持續時間的獨特優勢，被廣泛應用於多種材料的超精細微納加工領域。然而，以激光直寫為例，雖然其精度很高，但在超精細微納製備上，效率仍有待提高。同時保證加工精度和加工效率是該技術需要解決的主要問題之一。「如何利用靈活簡便的加工手段解決加工精度和加工效率問題是拓展飛秒激光實用化的關鍵所在。」中科院長春光學精密機械與物理研究所研究員楊建軍說。
研究首次證明了FPL技術在二維薄膜材料上能夠實現大面積高質量亞微米周期結構的快速製備。得益於飛秒激光的非線性光學特點，FPL技術加工過程不易受材料表面缺陷、雜質等因素的影響，加工基底也不易受到材料種類的限制。加工材料表現出了優異的機械性能，可以利用傳統的濕轉移法進行完整轉移。這為相關材料周期性微納結構的靈活製備奠定了基礎。
