鐳射新技術使石墨烯工業化成為可能
- 發佈時間：2015-08-10 01:30:39 來源：科技日報 責任編輯：羅伯特
科技日報北京8月9日電 （實習生花傑）西班牙AIMEN技術中心的研究人員日前展示了使用超高速鐳射加工石墨烯材料的新技術，它使得大規模加工生産石墨烯成為可能。有關研究論文發表在《應用物理快報》上。
石墨烯具有獨特的電子和光學特性，其工業化生産可能會帶來一個快速、可靠、低功耗通信和資訊處理的新時代。但目前有兩大問題阻礙了石墨烯産品的廣泛應用：首先，工業生産中沒有成熟的技術可用於大規模生産具有特殊性能的石墨烯；其次，用於硅基處理的傳統固態技術不適用於高分子材料石墨烯的加工。
AIMEN的研究人員展示的新技術，通過短鐳射脈衝誘導石墨烯的化學晶格發生變化。單個鐳射脈衝的持續時間僅有幾秒，石墨烯中的極性分子會像水波那樣産生一個持續的振蕩。研究人員發現，在振蕩過程中，可以通過切割石墨烯晶格，把外部分子或所需的化合物添加到石墨烯中。鐳射的光斑可以集中在一個邊長為1微米的正方形中或面積更小的區域，這樣就能高精度地控制整個添加過程。
在新技術工作過程中，大量的石墨烯可在高速度、高精度條件下被裁剪，這為石墨烯的廣泛應用開闢了新的途徑。運用這項技術，繪製微米大小的石墨烯的速度將超過每秒1米。
此外，這項技術還展現了通過調整鐳射的變化來控制熱量吸收的化學過程。在低能量輸出的條件下，多光子吸收在碳和大氣分子的化學反應之間起主導作用，從而賦予石墨烯新的光學特性，這也有助於通過改變石墨烯的光學潛力，使其更加功能化。
研究人員稱，這項技術在工業領域的表現還有待進一步驗證。目前的研究是基於工業生産的考慮，目的在於深入研究石墨烯在化學和物理變化中的可行性，同時嘗試用電子設備程式來控制其工業生産。
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