研究强调了超快激光加工在下一代设备中的潜力

一项新的联合研究揭示了超快激光器的巨大潜力，它可以为许多技术开发商提供二维材料处理方面的创新解决方案，例如高速光电探测器、柔性电子产品、生物混合物和下一代太阳能电池。

二维材料(例如石墨烯和过渡金属二硫化物(TMD))的操控对于下一代电子、光子、量子和传感器技术的进步至关重要。这些材料具有独特的性能，包括高电导率、机械柔韧性和可调光学特性。

然而，传统的加工方法往往缺乏必要的精度，并且可能造成热损伤。超快激光加工正是为此而生，它能够以前所未有的方式控制纳米级的材料特性。

用于改性材料的超快激光

光物质相互作用领域的最新进展为超快激光加工在二维材料中的变革性应用铺平了道路。由芬兰于韦斯屈莱大学的 Aleksei Emelianov、Mika Pettersson 和塞尔维亚 Biosense 研究所的 Ivan Bobrinetskiy 开展的一项新研究探索了超快激光技术在操纵二维层状材料和范德华 (vdW) 异质结构方面的巨大潜力，以实现新应用。

“超快激光加工已成为一种用于改性材料和引入新功能的多功能技术。与连续波和长脉冲光学方法不同，超快激光器为热加热问题提供了解决方案。超快激光脉冲与二维材料原子晶格之间的非线性相互作用对其化学和物理特性有重大影响，”于韦斯屈莱大学博士后研究员 Emelianov 说。

操纵二维材料属性的新工具

研究人员描述了过去十年取得的进展，主要关注超快激光脉冲在无掩模绿色技术中的变革性作用，使减法和加法工艺成为可能，为先进设备开辟了道路。利用原子层内能态与超快激光辐照之间的协同效应，可以实现低至几纳米的分辨率。

“人们正在积极探索超快光与物质的相互作用，以研究低维材料的独特光学特性，”Emelianov 说。“在我们的研究中，我们发现超快激光加工有可能成为一种操纵二维材料特性的新技术工具，”他继续说道。

用于先进材料加工的可靠工具

讨论了功能化、掺杂、原子重构、相变以及 2D 和 3D 微纳米图案化方面的关键进展。能够以如此精细的尺度操纵 2D 材料为开发新型光子、电子和传感器应用开辟了无数可能性。

潜在应用包括高速光电探测器、柔性电子器件、生物混合器件和下一代太阳能电池。超快激光加工的精度使得能够创建复杂的微纳米结构，可用于电信、医疗诊断和环境监测。

“超快激光在调整和修改二维材料方面的多功能性令人惊讶。激光很有可能为许多技术开发人员提供二维材料加工方面的创新解决方案，”Pettersson 补充道。

这篇评论代表着在充分发挥二维和范德华材料潜力方面迈出了重要一步，有望推动技术和行业的新进步。

Bobrinetskiy 表示： “尽管如此，我们仍需要研究激光与二维材料之间超快相互作用的物理基础。这些不仅应包括二维材料晶格与光之间的相互作用，还应涉及环境和基质，这使得这些过程的物理性质更加复杂，但同时也令人兴奋。”