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Superficie de láser de femtosegundo directo nanoestructuras/microestructuras y sus aplicaciones

Tiempo de liberación:

Nov 12,2021

La morfología de la superficie es un factor clave para controlar las propiedades ópticas, mecánicas, humectantes, químicas, biológicas y otras propiedades de las superficies sólidas. En los últimos años, las nanoestructuras de superficie de láser de femtosegundo se han convertido en una tecnología nueva y multifuncional utilizada para producir diversos materiales nanoestructurados, adecuados para amplias aplicaciones en fotónica, electrónica de plasma, optoelectrónica, detección bioquímica, micro/nanofluídica, optofluídica, biomédica y otros campos. En la última década, esta tecnología ha recibido mucha atención de la investigación debido a las siguientes ventajas: (1) puede procesar casi todos los tipos de materiales, incluidos metales, semiconductores, vidrio y polímeros; (2) Capacidad de mecanizado no plana; (3) Capaz de generar nanoestructuras en la región de la superficie desde la microescala hasta la escala macroscópica; (4) En condiciones ambientales normales, se requiere un procesamiento de alta velocidad de un solo paso sin máscara sin necesidad de un entorno de sala limpia.

En los últimos años, el tratamiento superficial directo con láser de femtosegundo se ha distinguido de otros métodos tradicionales de ablación con láser y se ha convertido en uno de los mejores métodos para crear estructuras de superficie a nanoescala y microescala en metales y semiconductores debido a su flexibilidad, simplicidad y escalabilidad. Así como la controlabilidad para crear varios tipos de nanoescala/microestructuras adecuadas para aplicaciones amplias. Recientemente, se ha logrado un progreso significativo en la aplicación de esta tecnología para alterar las propiedades ópticas de metales y semiconductores. Por lo tanto, se producen metales y semiconductores de alta absorción, conocidos como "metales negros" y "silicio negro". Además, al colorear la estructura metálica, se han creado varios colores distintos del negro. El procesamiento láser directo de femtosegundos también puede producir nuevos materiales con propiedades humectantes que van desde la superhidrofilicidad hasta la superhidrofobicidad. En casos extremos, se producen materiales absorbentes de supernúcleo, que pueden permitir que los líquidos fluyan verticalmente hacia arriba contra la gravedad en un área de superficie extendida. A pesar de los impresionantes logros científicos hasta ahora, el procesamiento directo con láser de femtosegundos sigue siendo un campo de investigación joven, y se espera que surjan muchos descubrimientos emocionantes.

1. Introducción