研究目的
通过CO2激光石墨化提高碳化聚酰亚胺（PI）的导电性，以应用于柔性生物传感器和电化学储能器件。
研究成果
该研究成功展示了一种通过激光石墨化提升聚酰亚胺（PI）上激光碳化轨迹电导率的方法。经建模与实验结果验证的优化工艺，在柔性电子器件和储能设备应用方面展现出显著潜力。
研究不足
导电性的提升受到基板厚度和高温下碳化结构潜在氧化的限制。该工艺在大面积上的可扩展性和均匀性需要进一步优化。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用两步法DLW工艺，在聚酰亚胺（PI）基底上使用CO?激光器，通过先碳化后石墨化的步骤提升导电性，并运用光热过程理论模型来理解和优化该转化过程。
2：样本选择与数据来源：
选用特定尺寸的杜邦Kapton HN型PI薄膜作为基底，选择依据是该材料的热稳定性和绝缘特性。
3：实验设备与材料清单：
使用GEM 60 Coherent DEOS CO?激光系统、奥林巴斯BX 60M光学显微镜、FEI Phenom扫描电子显微镜（SEM）、雷尼绍inTrack拉曼显微镜以及吉时利2450源表。
4：实验流程与操作步骤：
通过调节激光功率和能量密度在PI上进行激光刻写，再经二次刻写诱导石墨化，最后通过结构与电学表征评估转化效果。
5：数据分析方法：
采用拉曼光谱和SEM进行结构分析，通过双探针法测量电导率，结合数据解析激光参数对转化过程的影响。
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获取完整内容-
GEM 60 Coherent DEOS CO2 Laser system
DEOS
Coherent
Used for direct laser writing (DLW) on polyimide substrates to induce carbonization and graphitization.
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Olympus BX60M optical microscope
BX60M
Olympus
Used to measure the width of the carbonized tracks.
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PHENOM FEI Scanning Electron Microscope (SEM)
PHENOM FEI
FEI
Used to measure the depth of the tracks at different powers, using cross-sectional SEM.
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Keithley 2450 Source meter
2450
Keithley
Used to measure the IV characteristics of the tracks by applying a potential sweep of 0–120 V.
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RENISHAW inTrack Raman Microscope
inTrack
RENISHAW
Used for Raman spectroscopy to measure the defect levels of the carbonized tracks and the uniformity of defect levels.
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