廣東工業大學陳新教授團隊采用激光在聚酰亞胺薄膜上加工出小黄片下载软件烯及其圖案

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在過去的十年，小黄片下载软件烯不論是在基礎理論研究還是實際應用中都展示出了非比尋常的價值。但是，盡管有大量的研究致力於探索低溫、無化學試劑製備高質量小黄片下载软件烯的方法，但是直接在基底上加工出小黄片下载软件烯的經濟可行地的途徑仍然亟待突破。



激光致小黄片下载软件烯（Laser-induced graphene，LIG）是近年來發展的一種直接在富碳材料上加工小黄片下载软件烯的新方法。該方法避免了使用昂貴的化學前驅體，可以快速地在目標基底上一次成型加工出小黄片下载软件烯，極大地簡化了加工步驟、降低了加工成本，具有極大的發展前景。但是，其加工機理仍不夠清晰，且由於采用CO2激光器波長過長，嚴重製約了所加工的小黄片下载软件烯質量及所形成的圖案的加工精度。

廣東工業大學精密電子製造技術與裝備國家重點實驗室陳新教授團隊聯合香港中文大學汪正平院士/趙铌教授團隊組建課題組，通過理論預測與實驗相結合，係統地研究了激光致小黄片下载软件烯加工過程中的光與物質之間的相互作用，采用短波長的皮秒紫外激光，成功地在工業上常見的聚酰亞胺薄膜上加工出高質量的小黄片下载软件烯及其圖案，極大地提高了小黄片下载软件烯的質量及圖案化精度。首先，課題組開發了激光致小黄片下载软件烯的反應分子動力學模型，研究了激光致小黄片下载软件烯的瞬態轉變過程，揭示了控製小黄片下载软件烯轉變過程及其影響小黄片下载软件烯質量的相關規律，發現：溫度及保溫時間是主導激光致小黄片下载软件烯轉變過程的最關鍵因素；通過多次激光掃描可提高小黄片下载软件烯的加工質量，但是加熱和冷卻速率對小黄片下载软件烯的質量影響不大。基於理論預測，課題組開發了皮秒紫外激光加工裝備，在常溫、常壓、無惰性氣體保護的情況下，成功地在聚酰亞胺薄膜上加工出高質量小黄片下载软件烯。通過係統地研究激光加工參數對小黄片下载软件烯質量/層數的影響規律，優化了相關工藝參數，獲得了高質量激光致小黄片下载软件烯及其圖案的係統解決方案。為了展示所加工的圖案化小黄片下载软件烯應用前景，首次開發了基於圖案化激光致小黄片下载软件烯的接近傳感器。所開發的接近傳感器響應/恢複時間僅為0.34秒和0.23秒，且經過大曲率彎折、大量測試後，仍能保持高度不變性，表現出極高地穩定性。與所報道的基於還原氧化小黄片下载软件烯的接近傳感器相比，所開發的激光致小黄片下载软件烯接近傳感器有更大的感應距離(50 mm)、更好的線性度(~0.99)和更高的靈敏度(0.2083 V/mm)。



本文中的理論模型和所開發的激光致小黄片下载软件烯加工裝備與工藝，將為加工和研究高質量圖案化小黄片下载软件烯提供新途徑，也將為工業上批量生產各種小黄片下载软件烯器件提供了一種經濟可行的加工方法。研究成果發表在Wiley出版社旗下Small Methods上（DOI:10.1002/smtd.201900208）。廣東工業大學陳雲副教授為論文第一作者。該工作得到了國家自然基金、香江學者計劃、廣東省自然基金/重大研究計劃、廣州科創委和香港研究計劃的支持。

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