[美国激光学会ICALEO? 2016：第35届激光与电光应用国际会议 - 美国加利福尼亚州圣地亚哥（2016年10月16-20日）] 激光与电光应用国际会议 - 石墨烯微纳加工的选择性飞秒激光烧蚀技术

摘要： 由于石墨烯具有卓越的电学特性，其清洁且定义明确的微结构在多样化应用中的需求日益增长。然而，这类微结构石墨烯的制备面临操作和加工难题。飞秒激光是实现可控烧蚀及图案化加工的多功能工具。本文采用钛宝石激光器（λ=800 nm，τ=40 fs）对硅基底上300 nm厚热氧化硅层表面的单层石墨烯进行选择性烧蚀与功能化研究。我们考察了0.9-2.2 J/cm2能量密度范围内激光烧蚀形成的石墨烯微图案，发现略低于烧蚀阈值时即可实现石墨烯层功能化，图案化分辨率可达微米级。为研究烧蚀边缘石墨烯氧化效应，实验分别在常压惰性气体环境下进行。通过光学显微镜、扫描电子显微镜和原子力显微镜评估石墨烯辐照区域形貌，拉曼光谱确认石墨烯完全去除。研究表明飞秒激光烧蚀是直接在石墨烯单层上制备微图案（如薄膜晶体管电极等潜在应用）的有效方法。