激光加工

柔性透明衬底上二维( 2D )量子材料(如MoS2、WSe2 )的直接合成、大规模集成和图形化是柔性共形器件应用的研究热点。然而，普通气相合成方法中新兴的2D材料的生长温度(如850℃)远远超出了柔性衬底(如聚二甲基硅氧烷( PDMS ) )的容限。此外，大多数生长系统中的随机成核和生长过程限制了所预测的集成和模式自由。在这里，我们报道了一种快速的直接激光结晶和无掩模大规模的MoS2和WSe2晶体在PDMS衬底上的图形化。首先通过脉冲激光沉积( PLD )系统在柔性衬底上沉积一层化学计量比非晶态2D薄膜，然后利用可调谐纳秒激光( 1064nm )控制结晶和直接写入过程。讨论了脉冲宽度、脉冲个数、沉积非晶2D层厚度对2D材料结晶的影响。通过光学光谱和电学表征证实了柔性衬底上结晶的二维材料的质量。这种新方法为未来基于二维材料的可穿戴、透明和柔性设备的计算机辅助设计模型直接结晶复杂图案开辟了新的机会。

本研究发展了一种通过有机玻璃模具复制制备聚二甲基硅氧烷( PDMS )微通道的新方法。在光栅模式下用CO2激光器加工一块有机玻璃板坯，为PDMS铸件生产模具。然后，模具的PDMS复制件通过施加比标准更多的压力，将其等离子键合到一个基板上，以克服激光加工过程中继承下来的表面粗糙度。根据通道的复杂程度，可以在5 - 20分钟内实现一个可以在玻璃片大小的模具，包括设计、加工和清洗步骤。这种全自动、性价比高的制模方法被证明是所有制模方法中速度最快的，它可以实现长径比高达2.5的微通道，宽达60μm，高达23μm。激光的光栅模式提供的特征较低，在尺寸上，然后激光束腰半径。利用液滴生成、纳米纤维生成、黏弹性微粒聚焦等多个应用对所制备的微通道进行了验证。