清華大學科研人員綜述了超快激光微納制造技術：材料加工、表面/界面控制和器件制造的研究。相關綜述以“A review of ultrafast laser micro/nano fabrication: Material processing, surface/interface controlling, and devices fabrication”為題發(fā)表在《Nano Research》上。

超快激光加工技術以其可控的加工精度、多樣化的加工能力和廣泛的材料適應性，在微納制造以及納米技術、生物技術、能源科學和光子學等其他領域提供了廣泛的應用機會。超快激光的加工能力和應用仍有待進一步探索。在材料加工領域，控制納米材料的原子尺度結構具有挑戰(zhàn)性。在超快激光表面/界面加工中存在著復雜的效應，因此很難根據(jù)需要對表面/界面的納米結構和性能進行調制。在超快激光制造微功能器件的過程中，加工能力亟待提高。在此，科研人員回顧了超快激光微納制造在材料加工、表面/界面控制和微功能器件制造等領域的研究進展。介紹了這些領域中幾種有用的超快激光加工方法和應用。超快激光加工技術具有多種加工效果和能力，已在從科學到工業(yè)的多個領域顯示出應用價值。

圖1超快激光微納加工綜述結構示意圖。

圖2超快激光誘導金屬納米材料的重塑。

圖3金屬納米材料的超快激光誘導燒蝕。

圖4光響應多功能結構的超快激光等離子體納米加工。

圖5飛秒激光照射下表面位錯層的形成。

圖6彩色打印用激光誘導咖啡環(huán)結構。

圖7超快激光誘導的強金屬-載體相互作用。

圖8超快激光在染料溶液中誘導氣泡增強熒光。

圖9近場增強超快激光加工方法制備的光學超表面。

圖10用多光束超快激光器制作光子晶體和亞波長光柵。

圖11超快激光貝塞爾光束加工制備納米間隙石墨烯超級電容器。

圖12超快激光從碳化點誘導碳化。

圖13基于超快激光的MoCl5輔助碳化法制備混合超級電容器。

本文綜述了超快激光微納加工技術在材料加工、表面/界面控制和功能器件制造等方面的研究進展。這些研究結果展示了超快激光廣泛的材料處理能力，從改變納米材料的內部原子結構到操縱材料表面/界面的特性。通過調節(jié)超快激光加工的能量沉積，可以實現(xiàn)對納米材料的不同加工效果，包括重塑、燒蝕和互連。超快激光提供了一種有效的方法來控制材料表面/界面的性能，從而實現(xiàn)表面結構、沖擊強化和強金屬-載體相互作用的構建。此外，該技術還可以生產(chǎn)微功能器件，包括光子晶體器件、光學元件和電子器件。這些進展顯示了超快激光加工在科學和工業(yè)領域的潛力。超快激光加工技術仍在快速發(fā)展，未來將在微納制造中發(fā)揮更重要的作用，并給多個應用領域帶來變革。

論文鏈接：

https://link.springer.com/article/10.1007/s12274-024-6644-zA review of ultrafast laser micro/nano fabrication: Material processing, surface/interface controlling, and devices fabrication