西班牙AIMEN技術(shù)中心的研究人員日前展示了使用超高速激光加工石墨烯材料的新技術(shù)，它使得大規(guī)模加工生產(chǎn)石墨烯成為可能。有關(guān)研究論文發(fā)表在《應(yīng)用物理快報》上。
石墨烯具有獨特的電子和光學特性，其工業(yè)化生產(chǎn)可能會帶來一個快速、可靠、低功耗通信和信息處理的新時代。但目前有兩大問題阻礙了石墨烯產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用：首先，工業(yè)生產(chǎn)中沒有成熟的技術(shù)可用于大規(guī)模生產(chǎn)具有特殊性能的石墨烯;其次，用于硅基處理的傳統(tǒng)固態(tài)技術(shù)不適用于高分子材料石墨烯的加工。
AIMEN的研究人員展示的新技術(shù)，通過短激光脈沖誘導石墨烯的化學晶格發(fā)生變化。單個激光脈沖的持續(xù)時間僅有幾秒，石墨烯中的極性分子會像水波那樣產(chǎn)生一個持續(xù)的振蕩。研究人員發(fā)現(xiàn)，在振蕩過程中，可以通過切割石墨烯晶格，把外部分子或所需的化合物添加到石墨烯中。激光的光斑可以集中在一個邊長為1微米的正方形中或面積更小的區(qū)域，這樣就能高精度地控制整個添加過程。
在新技術(shù)工作過程中，大量的石墨烯可在高速度、高精度條件下被裁剪，這為石墨烯的廣泛應(yīng)用開辟了新的途徑。運用這項技術(shù)，繪制微米大小的石墨烯的速度將超過每秒1米。
此外，這項技術(shù)還展現(xiàn)了通過調(diào)整激光的變化來控制熱量吸收的化學過程。在低能量輸出的條件下，多光子吸收在碳和大氣分子的化學反應(yīng)之間起主導作用，從而賦予石墨烯新的光學特性，這也有助于通過改變石墨烯的光學潛力，使其更加功能化。
研究人員稱，這項技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的表現(xiàn)還有待進一步驗證。目前的研究是基于工業(yè)生產(chǎn)的考慮，目的在于深入研究石墨烯在化學和物理變化中的可行性，同時嘗試用電子設(shè)備程序來控制其工業(yè)生產(chǎn)。