飞秒激光下多层石墨烯损伤研究与微图案化潜力

本文主要探讨了多层石墨烯在飞秒激光作用下的损伤特性，由清华大学机械工程系和摩擦学国家重点实验室的研究团队，由裴家云、吴鑫、严冬和赵海燕等人合作完成。研究采用了化学气相沉积(CVD)方法制备多层石墨烯，并通过飞秒激光进行单脉冲辐射。实验结果显示，这种快速脉冲激光的破坏阈值为0.22毫瓦(mW)，显示出其在精细加工领域的潜力，特别是在微图案化处理方面，可以实现亚微米级别的加工精度。 作者们利用光学显微镜、原子力显微镜(AFM)以及拉曼光谱技术对实验前后样品进行了细致的表征分析。他们的研究揭示了飞秒激光对多层石墨烯的特殊烧蚀损伤机制。一方面，飞秒激光的非热效应使得在加工过程中，石墨烯能够保持较高的结构完整性，这对于保留材料的原有性质和性能至关重要。然而，另一方面，尤其是在烧蚀边缘区域，观察到多层石墨烯出现了明显的厚度减薄现象，这可能会影响到材料的机械性能和电子性能。 关键词“特种加工工艺”、“多层石墨烯”、“飞秒激光”、“烧蚀”和“损伤”强调了研究的核心内容，表明该研究不仅关注技术应用，也深入探讨了激光与石墨烯交互作用的物理过程。这项工作对于理解飞秒激光在多层石墨烯加工中的潜在应用和限制提供了重要的科学依据，有助于优化相关工艺参数，提升石墨烯器件的制造效率和质量。由于是首发论文，其研究成果对于推动石墨烯材料科学和纳米技术的发展具有重要意义。

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