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廣州萬霆通用設(shè)備有限公司
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閱讀：206發(fā)布時間：2016-5-21
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文整理:廣州萬霆激光通用設(shè)備有限公司
在微觀納米電子設(shè)備包括光伏、顯示器、傳感器或者大型有機電子器件的開發(fā)和制造過程中，超快激光器（皮秒和飛秒）被廣泛用于薄膜構(gòu)圖。超快激光器的主要優(yōu)點是其有限的熱效應(yīng)和快速能量消散，從而實現(xiàn)復(fù)雜的多層結(jié)構(gòu)超薄膜的構(gòu)圖。
即將到來的納米材料時代也將帶來超快、微型化設(shè)備。但是處理這些新型納米材料，至單原子層，具有*的技術(shù)困難。下面就介紹了超快激光器圖案化用于二維碳晶格即石墨烯的原子級應(yīng)用。
石墨烯與激光輻照
在過去十年，石墨烯已經(jīng)引起了巨大的轟動。由于其*的性質(zhì)，使其廣泛被用于各種應(yīng)用，包括光子、光電、傳感器、化學(xué)反應(yīng)以及能源存儲等。已經(jīng)針對石墨烯技術(shù)開發(fā)了不同的處理工藝，但主要都是基于硅的微電子常規(guī)處理方法。
激光加工剛剛開始被用于石墨烯設(shè)備的開發(fā)，但是已經(jīng)顯示出了其巨大的潛力。激光束可用于不同類型石墨烯的處理，包括激光輔助石墨烯生長（LIG，碳化硅和聚酰亞胺）、不同襯底圖案消融、甚至是化學(xué)改性（氧化和功能化；如下圖）。這些過程可用于不同光電、光子以及納米機電系統(tǒng)（NEMS）設(shè)備的直接整合。
超快激光器可以通過單一步驟的激光直寫取代多步驟光刻；這樣一來，可以避免通過濕法工藝在表面形成的任何雜質(zhì)。
石墨烯圖案消融
在厚度上只有一個或者少數(shù)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(shù)值可以到2.3%。此外，襯底上的石墨烯可以根據(jù)襯底的性質(zhì)和界面提供高達10倍的光吸收性。在使用具有非常高的光子密度的超快激光器時，可以進一步提高光吸收性。這樣一來就能提供更準確的石墨烯消融（如下圖）。
電子應(yīng)用往往需要石墨烯放置在硅襯底熱生長氧化硅上。在這種情況下，石墨烯的吸收特性能夠?qū)崿F(xiàn)硅或氧化硅無損石墨烯消融（如下圖）。
由于石墨烯的原子級厚度，可以通過單次消融法減少處理時間。進而實現(xiàn)1μm或者更小尺寸設(shè)備，此外還能通過激光誘導(dǎo)多光子加工法實現(xiàn)次波長分辨率。
石墨烯的光化學(xué)處理
材料表面的光化學(xué)處理*，利用光輻照（通常是紫外光），通過內(nèi)部相變或者與周圍環(huán)境（氣體、蒸汽和液體等）的化學(xué)反應(yīng)來改變材料的性能。激光加工過程應(yīng)用zui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工藝。這為聚合物和復(fù)合材料的3D化學(xué)加工提供了一個*的流程。這種方法同樣適用于碳基石墨烯，可以通過強烈的紫外光氧化進行化學(xué)加工。
石墨烯的其他新特性正在進行研究，可以通過利用激光加工在新的微電子平臺對石墨烯整合提供可擴展的、快速、可重復(fù)的無雜質(zhì)技術(shù)。
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