Применение лазеров и другие вопросы квантовой электроники

Синтез лазерно-индуцированного графена с помощью диодного лазера на длине волны 450 нм

В. М. Стяпшин, И. А. Злобин, К. Г. Михеев, Е. И. Рябов, Г. М. Михеев

Удмуртский федеральный исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук, Россия, 426067 Ижевск

Аннотация: Представлены результаты экспериментов по синтезу лазерно-индуцированного графена (ЛИГ) на поверхности полиимидной плёнки путём её пиролиза излучением коммерческих импульсно-периодических диодных лазеров с длиной волны 450 нм в строчном и растровом режимах. Для понимания особенностей синтеза ЛИГ с использованием диодных лазеров проведены исследования режимов работы трёх различных моделей лазерных головок. Показано, что морфология поверхности, толщина, а также гидрофильность плёночных структур ЛИГ, синтезированных в строчном и растровом режимах, существенно отличаются друг от друга. Толщина плёнок ЛИГ, синтезированных в растровом режиме, неоднородна по площади с разбросом, достигающим ± 60% от среднего значения. В строчном режиме получены плёнки ЛИГ толщиной около 130 мкм с разбросом ± 20%. Независимо от плотности энергии падающего излучения ЛИГ, синтезированный в растровом режиме, является гидрофобным. В строчном режиме в зависимости от плотности энергии возможно получение как гидрофильных, так и гидрофобных плёнок ЛИГ.

Ключевые слова: полиимидная плёнка, лазерный пиролиз, строчный и растровый режимы синтеза, графеноподобный пористый материал, морфология поверхности, гидрофобность, гидрофильность.

Поступила в редакцию: 05.02.2025
Принята в печать: 24.02.2025

 Англоязычная версия: Quantum Electronics, 2025, 52:suppl. 4, S429–S440