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一种基于飞秒激光制备石墨烯共形电源的方法及其应用技术

技术编号:24154138 阅读:48 留言:0更新日期:2020-05-15 22:32
本发明专利技术公开了一种基于飞秒激光制备石墨烯共形电源的方法及其应用,属于石墨烯器件技术领域,用飞秒激光直写技术加工SU‑8光刻胶使其具有三维微纳结构,在得到的三维微纳结构上旋涂石墨烯氧化物溶液,并进一步利用飞秒激光直写技术加工处理后的三维结构,通过调控飞秒激光焦点的路径,可以得到图案化的还原石墨烯氧化物,其主要原理为,当激光焦点作用于石墨烯氧化物薄膜上时,能够有效地移除石墨烯氧化物中存在的含氧官能团,使得石墨烯氧化物被还原并形成图形,当基底为三维的非平面基底时,通过调控基底平台的高度,使激光光斑逐层作用于三维的基底,最终实现石墨烯氧化物的三维还原和图案化。

Preparation and application of graphene conformal power supply based on femtosecond laser

【技术实现步骤摘要】
一种基于飞秒激光制备石墨烯共形电源的方法及其应用
本专利技术属于石墨烯器件
,具体涉及利用飞秒激光直写技术对石墨烯氧化物进行三维还原和微图案化并用其制备共形电源。
技术介绍
石墨烯因其优异的性能(如:柔韧性、超导电性、透明性、机械、物理/化学稳定性)在柔性显示、电子设备、透明导电电极、生物分子传感等领域具有广泛应用。传统的石墨烯图案化的方法如电子束光刻、纳米压印技术、离子束刻蚀、O2等离子体蚀刻等只能实现一些简单的图案化;而能够实现复杂图案化的化学气相沉积技术、分散黏附等方法不仅需要复杂的设备、高成本和化学试剂等,而且图形的可编程能力较差;因此局部选择性还原石墨烯氧化物成为一种实现石墨烯图案化的新方法,但是人们目前采用的高温还原、喷墨还原等方法存在分辨率低、处理速度慢等问题。此外,上述所有方法都无法实现石墨烯的三维还原和图案化,极大地限制了石墨烯在三维电子器件互连和三维石墨烯片上器官等方面的应用。
技术实现思路
针对现有技术的不足,本专利技术要解决的技术问题是:利用飞秒激光制备石墨烯共形电源。用飞秒激光直写技术加工SU本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于飞秒激光制备石墨烯共形电源的方法,其特征在于,具体步骤如下:/n(1)、三维纳米结构的制备:首先,在玻璃片上旋涂SU-8光刻胶,转速为500-3000r/s,旋涂时间为60s-180s;旋涂结束需要前烘,前烘温度为60℃-90℃,前烘时间为60min-90min;然后利用飞秒激光振荡器对其进行加工,利用数值孔径为1.35的100倍的油浸物镜将飞秒激光振荡器(中心波长为780nm,脉冲持续时间为120fs)的脉冲聚焦到SU-8光刻胶上进行加工,并通过调控加工平台的位置,实现振荡器的脉冲在不同高度上聚焦,从而实现三维加工;加工结束后进行曝光,曝光时间为500μs-1000μs;曝光结束...

【技术特征摘要】
1.一种基于飞秒激光制备石墨烯共形电源的方法,其特征在于,具体步骤如下:
(1)、三维纳米结构的制备:首先,在玻璃片上旋涂SU-8光刻胶,转速为500-3000r/s,旋涂时间为60s-180s;旋涂结束需要前烘,前烘温度为60℃-90℃,前烘时间为60min-90min;然后利用飞秒激光振荡器对其进行加工,利用数值孔径为1.35的100倍的油浸物镜将飞秒激光振荡器(中心波长为780nm,脉冲持续时间为120fs)的脉冲聚焦到SU-8光刻胶上进行加工,并通过调控加工平台的位置,实现振荡器的脉冲在不同高度上聚焦,从而实现三维加工;加工结束后进行曝光,曝光时间为500μs-1000μs;曝光结束后后烘,后烘温度为70℃-100℃,后烘时间为10min-30min;后烘结束后,用丙酮溶液对其进行显影,显影时间为30s-120s,至此,成功制备三维纳米结构;
(2)、石墨烯氧化物溶液的旋涂:将石墨烯氧化物溶液旋涂到上述三维纳米结构上,所采用的石墨烯氧化物溶液的浓度为2-10mg/ml,旋涂速度为500r/s-3000r/s,旋涂时间为60s-180s;旋涂结束后在空气中晾干,晾干时间为6-8h;至此,成功制备石墨烯氧化物的三维纳米结构;
(3)、飞秒激光直写方法实现石墨烯氧化物的三维还原与图案化:利用飞秒激光振荡器对上述旋涂石墨烯氧化物的三维纳米结构进行加工,利用数值孔径为1.35的100倍的油浸物镜将飞秒激光振荡器(中心波长为780m,脉冲持续时间为120fs)的脉冲聚焦到石墨烯氧化物薄膜上进行加工,并通过调控加工平台的位置,实现振荡器的脉冲在不同高度上聚焦,从而实现三维加工;加工结束后曝光,曝光时间为100μs-1000μs;曝光结束后就可以得到三维的图案化的还原石墨烯氧化物。


2.如权利要求1所述的一种基于飞秒激光制备石墨烯共形电源的方法,其特征在于,步骤(1)所述旋涂的SU-8光刻胶厚度为10-40μm。


3.如权利要求1所述的一种基于飞秒激光制备石墨烯共形电源的方法,其特征在于,步骤(1)所述的SU-8光刻胶,是用环戊酮稀释的,...

【专利技术属性】
技术研发人员:张永来陈招弟韩冬冬孙洪波
申请(专利权)人:吉林大学
类型:发明
国别省市:吉林;22

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