ILT 采用相干准分子激光系统推动大尺寸石墨烯生产

来源:国际工业激光商情

发布时间:2020年4月22日上午 10:04:47

德国FraunhoferInstituteforLaserTechnology(ILT)(弗劳恩霍夫激光技术研究所,专注于激光和光学技术的研究,应用领域覆盖汽车制造、光伏、航空制造业、医疗工程等)和Coherent相干公司达成合作协议,采用Coherent相干公司的LineBeam155准分子激光加工系统推动大尺寸石墨烯生产。  
 
 
德国FraunhoferInstituteforLaserTechnology(ILT)(弗劳恩霍夫激光技术研究所,专注于激光和光学技术的研究,应用领域覆盖汽车制造、光伏、航空制造业、医疗工程等)和Coherent相干公司达成合作协议,采用Coherent相干公司的LineBeam155准分子激光加工系统推动大尺寸石墨烯生产。
 
FraunhoferILT的微米和纳米结构团队选择采用LineBeam155对特别适用于电动汽车电池(EVB)的单层氧化石墨烯(GO)薄膜进行光还原研究。
 
石墨烯是一种由碳原子组成、呈六角形晶格形状的单层纳米材料,具备独特的综合性能,如高导电性和导热性、可见波长内出色的透明度以及超乎想象的机械强度等,在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景,被认为是一种未来革命性的材料。石墨烯有望被使用在增强柔性电子元件和OLED显示屏的透明导电电极方面上,此外大家期待将它用在改善手机、电动汽车等系列产品中的锂离子电池的能量密度和充电特性等方面上。
 
所以,能否生产出适用于微米和纳米制造工艺的大尺寸石墨烯,对于推动上述技术向工业应用发展而言至关重要。制造大尺寸石墨烯的其中一种方法是把旋涂在硅(Si)/二氧化硅(SiO2)或玻璃晶片上的单层氧化石墨烯薄膜还原。这种工艺可以通过热还原、化学还原或光催化还原来实现,其中光催化还原的前景最被看好。光催化还原是指在超高纯度的惰性气体或真空状态中将氧化石墨烯暴露在激光下的加工方法。
 
 
还原氧化石墨烯 (rGO) 电极的显微镜图片
 
脉冲氟化氪(KrF)准分子激光器非常适用于单层氧化石墨烯薄膜的光催化还原:首先,与那些波长较长的激光相比,该激光器所产生的深紫外(DUV)248nm激光能够让材料实现更高的吸收效率,从而产生更强的非热脱附效应,最终实现高效、无损的光还原。其次,该激光器输出的激光可以形成细长的光束,因此可以快速处理大面积的材料。
 
基于以上原因,FraunhoferILT的微米和纳米结构组选择了LineBeam155激光系统。该系统由Coherent相干公司的LEAP150KKrF准分子激光器(波长248nm,输出功率最大150W)和LineBeam光路系统(可实现155mm×0.4mm的平顶光斑)组成。搭配的运动控制系统可实现高达每分钟5,500平方厘米的表面处理速度。另外,输出的激光光束可以直接导入掩模烧蚀系统,实现高精度的激光制图。通过改变系统的激光功率、脉冲重复频率和扫描速度,可以在各种材料上进行大范围的精密光还原、微结构制备、烧蚀和加工任务。
 
ILT微米和纳米结构团队的MatthiasTrenn评论道:“LineBeam激光系统是一款独特的工具,让我们可以实现极其精确的脉冲能量控制,并结合快速、大面积的加工速度,来实现高功率紫外激光系统的工业化批量生产能力。得益于此,我们有望用更快、更高效的方式生产石墨烯薄膜,这对我们的工作很有帮助。”
 
Coherent相干公司准分子产品营销经理RalphDelmdahl补充道:“LineBeam系统已经在移动设备生产中证明其实力。令我们高兴的是,该系统也能用来开发电动汽车电池,满足更高效和更大容量的要求。”

 

 

 

本文来自:Coherent 相干公司

 

 

Tell A Friend

评论

Image CAPTCHA