水下持久氣泡輔助飛秒雷射微納米雙尺度複合織構

2020-12-26 江蘇雷射產業創新聯盟

21:04:04

DOI：10.1088/2631-7990/ab729f

作者單位

1 RIKEN Center for Advanced Photonics, 2-1 Hirosawa, Wako, Saitama 351-0198, Japan

2 Innovative Photon Manipulation Research Team, RIKEN Center for Advanced Photonics, Wako, Saitama 351-0198, Japan

3 Metamaterials Laboratory, RIKEN Cluster for Pioneering Research, Wako, Saitama 351-0198, Japan

Citation

Zhang D S, Ranjan B, Tanaka T, Sugioka K. Underwater persistent bubble-assisted femtosecond laser ablation for hierarchical micro/nanostructuring. Int. J. Extrem. Manuf. 2, 015001(2020) .doi: 10.1088/2631-7990/ab70af

文章簡介

雷射可同時實現材料表面加工和納米材料合成並已經廣泛用於多種實際應用，真正實現了「一石雙鳥」。杉岡幸次教授（Prof. Koji Sugioka）課題組長期致力於低環境負荷、高品質、高效率的極端製造工藝的開發。基於超快雷射尤其是飛秒雷射，已成功研發的技術包括：3D微/納米製造技術、大縱橫比加工技術、微納米雙尺度複合織構化技術，新型材料合成技術等，這些技術已經應用在生物晶片及高功能光子、電子微/納米器件製造中。

本文提出了一種新型水下持久氣泡輔助飛秒雷射微納米雙尺度複合織構化工藝。此種工藝能產生具有尾部的同心圓狀毫米級宏觀結構。尾狀宏觀結構是由多層扇形（中心角45-141°）複合微納米結構組成。這種結構的形成是由於在「弓」字型掃描過程中動態氣泡所引起的扇形衍射導致的。衍射同時還導致了入射光≥50°方向偏轉，使垂直入射雷射加工變成了傾斜雷射加工。同心圓宏觀結構是由靜態氣泡引起的，包含低/高/超高周期性納米結構，周期分別為550–900, 100–200, 40–100 nm。40 nm周期，小於1030 nm雷射波長的1/25，是目前在矽上可製備的最小表面周期結構。此工藝無需掩模版並且成本低廉，不僅為雷射複合微納米雙尺度織構化提供了新的可能性，也同時豐富了雷射加工工藝的多樣性。

獲取全文

作者簡介

杉岡幸次(Koji Sugioka)教授

日本理化學研究所（RIKEN）

杉岡幸次(Koji Sugioka)教授為日本理化學研究所先進光子中心聯合研究部門的負責人，先後擔任東京電機大學、東京理科大學、京都大學客座教授；作為創始人，發起雷射精密微細加工國際研討會(International Symposium on Laser Precision Microfabrication, LPM)，並擔任美國雷射學會（LIA）、日本雷射加工學會(JLPS)和日本雷射技術學會（JLST）理事會成員，國際光電子與雷射工程學會（IAPLE）理事會委員，SPIE、OSA和IAPLE會員。Koji Sugioka教授作為超快雷射加工技術的領軍人物，在雷射摻雜、雷射刻蝕、雷射表面改性、雷射誘導選擇性金屬化、透明材料微細加工、真空紫外雷射加工、雷射表面納米結構和三維微/納加工等領域享譽國際。近年來，在Light: Science & Applications, Applied physics reviews等國際知名期刊上，發表論文200多篇，其中20篇為特邀論文；擔任Journal of the Laser Micro/Nanoengineering (JLMN)主編。

張東石博士

日本理化學研究所（RIKEN）

張東石博士於2014年於西安交通大學獲得博士學位，隨後加入德國埃森-杜伊斯堡大學工業化學系Prof. Stephan Barcikowski課題組進行博士後研究，之後在合肥中科院固體物理所梁長浩教授課題組做數月訪問研究，並於2017年加入日本理化學研究所Prof. Koji Sugioka團隊繼續深造，目前的研究課題為納米材料和納米結構的製備，調控和應用。近年來在Chemical Reviews （高被引文章），ACS Applied Nano Materials，Nanomaterials發表多篇文章，總引用一千餘次，H-index是21.

雷射天地轉載自：Editorial Office IJEM

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