团队使用激光诱导石墨烯工艺在光刻胶中创建微米级图案

莱斯大学的一个实验室采用了激光诱导石墨烯技术，为消费电子产品和其他应用制作了高分辨率、微米级的导电材料图案。莱斯化学家 James Tour 于 2014 年推出的激光诱导石墨烯 (LIG) 涉及从聚合物或其他材料中烧掉所有非碳的东西，让碳原子重新配置成具有特征的六边形石墨烯薄膜。

该过程使用商业激光将石墨烯图案“写入”到迄今为止包括木材、纸张甚至食物的表面上。

新的迭代将石墨烯的精细图案写入光刻胶聚合物、用于光刻和光刻的光敏材料中。

烘烤薄膜会增加其碳含量，随后的激光固化坚固的石墨烯图案，之后未激光的光刻胶被冲走。

PR-LIG 过程的详细信息发表在化学学会期刊ACS Nano 上。

“这个过程允许在更传统的类硅工艺技术中使用石墨烯线和设备，”图尔说。“它应该允许过渡到主线电子平台。”

研究人员表示，莱斯实验室生产了大约 10 微米宽、数百纳米厚的 LIG 线，这与现在通过将激光连接到扫描电子显微镜的更繁琐的过程所获得的结果相当。

该论文的主要作者雅各布·贝克汉姆(Jacob Beckham)说，达到足以用于电路的LIG线，促使实验室优化了其工艺。

“突破是对工艺参数的仔细控制，”贝克汉姆说。“光刻胶的细线根据其几何形状和厚度吸收激光，因此优化激光功率和其他参数使我们能够以非常高的分辨率获得良好的转换。”

Tour 说，因为正性光刻胶在被旋涂到基板上进行激光之前是一种液体，所以用金属或其他添加剂掺杂原材料来定制它的应用是一件简单的事情。

莱斯大学的研究生雅各布贝克汉姆展示了一个光刻胶激光诱导石墨烯的样本，其图案为猫头鹰的形状。Rice 实验室正在用标准光刻胶材料制作用于消费电子产品和其他应用的导电图案。图片来源：Aaron Bayles/莱斯大学

潜在应用包括片上微型超级电容器、功能纳米复合材料和微流体阵列。

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