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银纳米粒子墨水的皮秒至纳秒脉冲激光诱导正向转移（LIFT）：一项对比研究

DOI：10.1007/s00339-019-3085-8 期刊：Applied Physics A 出版年份：2019 更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要： 银纳米粒子墨水是印刷电子学中使用的关键功能材料之一。通过激光诱导正向转移技术沉积这类墨水仍是一项具有挑战性的任务，因为其非线性流变特性缩小了激光加工参数的可调范围。因此，理解激光参数对喷射动力学和沉积质量的影响至关重要。研究采用时间分辨阴影成像技术，分析了皮秒至纳秒级激光脉冲作用下射流动力学的变化规律。通过对射流速度和表面积的分析发现：在较低激光能量密度范围内，皮秒脉冲会引发表面积更大的喷射，且喷射速度更快；随着激光能量密度提升，射流速度与表面积演变的差异逐渐缩小。沉积分析表明，在低能量密度范围内使用皮秒激光脉冲时，转移阈值更低且沉积量更大，呈现出相似的变化趋势。
作者： J. Mik?ys，G. Arutinov，G. R. B. E. R?mer
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究激光脉冲持续时间（从皮秒到纳秒）对激光诱导正向转移（LIFT）过程中银纳米粒子墨水喷射动力学及沉积质量的影响。

研究成果

研究表明，与纳秒脉冲相比，皮秒激光脉冲在较低能量密度下能产生更高速度和更大表面积的喷射物，这归因于热扩散减少和初始气泡压力更高。但在较高能量密度下，这些差异会减弱。研究结果表明，在特定条件下，皮秒和纳秒激光都能实现相似的沉积质量，为激光诱导前向转移应用中的激光源选择提供了灵活性。

研究不足

该研究仅限于特定的银纳米粒子墨水，可能不直接适用于其他材料。实验装置的分辨率以及在喷射形状分析中对轴对称性的假设可能会引入误差。激光脉冲持续时间对LIFT动力学的影响在高能量密度下减弱，从而限制了研究结果的适用范围。

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