研究目的
开发一种利用Nd:YAG纳秒光纤激光器，在陶瓷基板上高效精确地塑造感测层（石墨烯）和金属电极（金）的技术。
研究成果
所开发的激光图案化方法可在陶瓷基板上同时成型石墨烯与金层且几乎无损伤，具有高速、可重复性及无需掩模工艺即可成型任意简单几何形状的优势。该技术适用于基于石墨烯的传感器生产与微调，在低温温度传感领域具有应用潜力。
研究不足
由于电极组装技术（铟合金焊接）的限制，该传感器的温度范围仅限于低温环境。该方法需要对层状结构进行微型化和封装处理，以稳定其在室温以上应用中的参数。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用Nd:YAG光纤激光器在陶瓷基底上图案化石墨烯和金电极，通过优化激光加工参数实现有效烧蚀而不损伤基底。
2：样本选择与数据来源：
样品制备过程为将石墨烯层转移至预沉积金电极的Al2O3陶瓷基底上，转移时使用PMMA作为支撑材料。
3：实验设备与材料清单：
包括Nd:YAG光纤激光器、光学显微镜与扫描电子显微镜、拉曼光谱仪，以及用于电学性能测量的低温冷却系统。
4：实验流程与操作步骤：
通过调节脉冲能量进行激光图案化，以实现石墨烯和金层的完全烧蚀。通过显微观察、拉曼光谱及15-295K温度范围内的电导率测量评估图案化效果。
5：数据分析方法：
采用拉曼光谱分析图案化后石墨烯的质量，通过电学性能测量评估激光加工对传感器性能的影响。
独家科研数据包，助您复现前沿成果，加速创新突破
获取完整内容-
Optical microscope
Neophot 21
Carl-Zeiss Jena
Assessing the quality of the patterning of the graphene structures.
-
SEM
Hitachi S-4200
Hitachi Ltd.
Examining the quality of the patterning of the graphene structures.
-
Cryostat
DE-210
Advanced Research Systems, Inc.
Measuring the electrical properties of graphene on the ceramic substrate across a temperature range.
-
Micro-Ohm Meter
Keysight 34420A
Keysight Technologies
Measuring the resistance of the samples.
-
Nd:YAG fiber laser
SPI G3 SM fiber laser
SPI Lasers UK Ltd.
Used for patterning the graphene layer and gold electrodes on a ceramic substrate.
-
F-theta lens
GEOMATEC
GEOMATEC Co., Ltd
Focusing the laser beam for precise patterning.
-
Beam scanner
Xtreme beam scanner
Nutfield Technology Inc.
Directing the laser beam for patterning.
-
Raman spectrometer
Renishaw inVia
Renishaw plc
Analyzing the quality of the graphene post-patterning.
-
登录查看剩余6件设备及参数对照表
查看全部
