激光诱导单层石墨烯纳米加工
2023-05-30 09:35:50 来源:
() 评论:0 点击:
石墨烯于 2004 年被发现,彻底改变了各个科学领域。它具有显着的性能,如高电子迁移率、机械强度和导热性。人们投入了大量的时间和精力来探索其作为下一代半导体材料的潜力,从而开发出了基于石墨烯的晶体管、透明电极和传感器。
但要将这些设备投入实际应用,拥有能够在微米和纳米尺度上构建石墨烯薄膜的高效加工技术至关重要。通常,微/纳米级材料加工和设备制造采用纳米光刻和聚焦离子束方法。然而,由于需要大型设备、制造时间长和操作复杂,这些对实验室研究人员构成了长期挑战。
早在 1 月份,东北大学的研究人员就创造了一种技术,可以微/纳米制造厚度范围为 5 至 50 纳米的氮化硅薄器件。该方法采用飞秒激光,它发射极短、快速的光脉冲。事实证明,它能够在没有真空环境的情况下快速方便地处理薄材料。
通过将这种方法应用于石墨烯的超薄原子层,该小组现已成功地在不损坏石墨烯薄膜的情况下进行多点钻孔。2023 年 5 月 16 日的 Nano Letters 杂志报道了他们突破的细节。
“通过适当控制输入能量和激光发射次数,我们能够执行精确加工并创建直径从 70 纳米(远小于 520 纳米的激光波长)到超过 1 毫米的孔,”Yuuki Uesugi 说,东北大学先进材料多学科研究所助理教授,该论文的合著者。
Uesugi 和他的同事通过高性能电子显微镜仔细检查了用低能量激光脉冲照射的区域,这些区域没有形成孔,Uesugi 和他的同事发现石墨烯上的污染物也已被去除。进一步放大观察发现直径小于 10 纳米的纳米孔和原子级缺陷,其中石墨烯的晶体结构中缺少几个碳原子。
石墨烯中的原子缺陷既有害又有利,具体取决于应用。虽然缺陷有时会降低某些属性,但它们也会引入新功能或增强特定特性。
“观察到纳米孔和缺陷的密度随激光发射的能量和数量成比例增加的趋势使我们得出结论,可以通过使用飞秒激光照射来控制纳米孔和缺陷的形成,”Uesugi 补充道。“通过在石墨烯中形成纳米孔和原子级缺陷,不仅可以控制导电性,还可以控制自旋和谷等量子级特征。此外,在这项研究中发现的飞秒激光照射去除污染物可以开发一种无损清洁清洗高纯度石墨烯的新方法。”
展望未来,该团队的目标是建立一种使用激光的清洁技术,并对如何进行原子缺陷形成进行详细研究。进一步的突破将对从量子材料研究到生物传感器开发等领域产生重大影响。
上一篇:5月29日内主要地区碳化硅价格行
下一篇:5月30日国内部分石灰石价格行情
评论排行
- ·球墨铸铁管价格竞争 部分地区价格有所下调(1)
- ·东北生铁价格继续弱势下滑 市场形势严峻(1)
- ·中国铁合金工业协会来涪陵大朗铝业公司调研(1)
- ·绿色的炼铁技术--熔融炼铁(0)
- ·废钢不仅要发展 还要健康发展(0)
- ·11月30日进口俄罗斯煤炭价格行情(0)
- ·YBT 4170-2008 炼钢用直接还原铁(四)...(0)
- ·冷却壁分类与作用(0)
- ·冲天炉与感应电炉熔炼对比分析(0)
- ·上海机械铁矿石破碎筛分生产线投产(0)
- ·中国需求下降 矿业跌落暴利神坛(0)
- ·2013年农机市场分析预测(0)
- ·2010年商品生铁市场情况调研报告(0)
- ·九年来中央财政累计安排农机补贴744.7亿元(0)
- ·螺纹钢期货一季度价格有望稳定在4000—...(0)
- ·发改委将出环渤海煤炭指数(0)
- ·2011.1.4-2012.11.30全国主要城市球团矿...(0)
- ·如何选择直接还原铁隧道窑(0)
- ·高炉炼铁要实现节能减排(0)
- ·KINGLOR METOR流程介绍(0)