研究目的
研究石墨烯的选择性飞秒激光烧蚀以实现其微图案化，重点关注激光能量密度和环境条件对烧蚀及功能化过程的影响。
研究成果
飞秒激光烧蚀是一种在单层石墨烯中直接微图案化的有前景方法，它结合了机械基底介导的烧蚀与光化学及光热过程。在同一实验装置中可实现石墨烯的选择性功能化与烧蚀，为电子器件和传感器领域提供了潜在应用。
研究不足
该研究的局限性在于，石墨烯选择性烧蚀的能流密度窗口较窄——既受限于底层基底的损伤，也受限于较低能流密度下不规则的烧蚀现象。图案化的分辨率在几微米范围内，且烧蚀边缘氧化效应尚需进一步研究。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用钛宝石放大激光器对SiO2/Si基底上的单层石墨烯进行飞秒激光烧蚀。激光参数设置为波长800纳米、脉冲持续时间40飞秒、重复频率167赫兹。通过改变脉冲能量并测量烧蚀斑点直径来确定烧蚀阈值。
2：样品选择与数据来源：
使用商业采购的通过化学气相沉积在铜催化剂上生长并转移至SiO2/Si基底的单层石墨烯。样品在激光处理前未进行预处理。
3：实验设备与材料清单：
钛宝石激光器（Spitfire Ace，Newport Spectra-Physics）、高精度平移台（ANT 130-XY，Aerotech）、光学显微镜（Eclipse LV100，Nikon）、扫描电子显微镜（EVO MA10，Zeiss）、原子力显微镜（Nanoscope 5，Bruker）、拉曼显微镜（inVia，Renishaw）。
4：实验步骤与操作流程：
对石墨烯样品进行不同脉冲能量的单次照射实验。实验在常压空气和氩气流环境下进行。通过光学显微镜、扫描电镜、原子力显微镜和拉曼光谱分析烧蚀区域。
5：数据分析方法：
基于高斯光束的空间能量密度分布计算烧蚀阈值。评估辐照区域的形貌，并通过拉曼光谱验证石墨烯的完全去除。
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Atomic force microscope
Nanoscope 5
Bruker
Evaluation of topographical features of single shots.
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Ti:sapphire laser
Spitfire Ace
Newport Spectra-Physics
Used for femtosecond laser ablation of graphene monolayers.
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High precision translation stage
ANT 130-XY
Aerotech
Positioning the sample normal to the incident laser beam.
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Scanning electron microscope
EVO MA10
Zeiss
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