插上翅膀石墨烯作为新材料之王,其应用的研究进展备受人们关注,由于石墨烯具有优异的柔韧性、导电性、透明度、机械强度和可调的电子性能,它已成为柔性电子器件的通用材料。但是在具体应用时,加工工艺是必不可少的,激光加工是现在微纳器件的重要加工手段之一,当激光加工遇上石墨烯,会产生什么样的化学反应呢?
最近,清华大学尤政教授,在《先进材料》杂志上发表了一篇综述性的文章,全面介绍了激光加工工艺在石墨烯领域的应用,通过采用合适的手段,激光加工工艺,为石墨烯的应用前景插上翅膀,让石墨烯在电子器件领域更有用。
可使用脉冲和连续波(CW)激光器对氧化石墨烯GO、CVD生长的石墨烯和LIG石墨烯进行机械加工。而激光加工可以有效的实现氧化还原、无掩模图案、分层结构等效果。石墨烯的激光加工对基于石墨烯的柔性电子器件的发展做出了巨大贡献。典型的激光柔性电子器件,包括发电机、超级电容器、传感器、光电器件、执行器和集成智能器件。
一般来说,连续波激光器可以连续提供能量,输出功率相对较低。连续波激光器,如连续波二极管激光器、半导体激光器、和LightScribe DVD光盘驱动器等,已广泛应用于石墨烯及其衍生物的光热效应加工。
但是在追求高分辨率石墨烯图案的过程中,由于热效应通常是不可控制的,因此连续激光可能不是一个合适的选择。
脉冲激光通过脉冲操作模式提供激光输出。脉冲宽度,即单脉冲的持续时间,可以是固定在不同的时间尺度上,例如微秒、纳秒、皮秒、和飞秒尺度。脉冲激光器通常具有高瞬时输出功率,波长范围从深紫外(UV)到红外(IR)区域。
因此,对于波长和脉宽不同的脉冲激光,光-石墨烯相互作用的机理是不同的。因此,利用不同激光源产生的RGO可能表现出不同的性质,这进一步取决于激光加工参数。到目前为止,典型的脉冲激光器,尤其是飞秒激光器,已经为基于石墨烯的具有高分辨率图案的电子器件的发展做出了重大贡献。