Ultralyhyet laserpulssit ratkaisevat kaksiulotteisten eli vain yhdesta atomikerroksesta koostuvien materiaalien käsittelyhaasteet. Kuva: Jyväskylän yliopisto.

Uusi menetelmä 2d-pohjaisten materiaalien valmistukseen – nanotason muokkaus ultralyhyiden laserpulssien avulla

Ultralyhyet laserpulssit tarjoavat uuden keinon kaksiulotteisten 2d-materiaalien käsittelyyn ja valmistukseen.

Ultralyhyiden laserpulssien huomattavan potentiaalin paljastaa Jyväskylän yliopiston ja serbialaisen Biosense-instituutin yhteistutkimus, jonka julkaisi tiedelehti Advanced Materials.

Atominohuilla 2d-materiaaleilla, kuten grafeenilla ja siirtymämetallidikalkogenideillä (TMD), on monia ainutlaatuisia ominaisuuksia.

Niihin kuuluvat muun muassa korkea sähkönjohtavuus, mekaaninen joustavuus ja säädettävät optiset ominaisuudet.

Perinteiset käsittelymenetelmät eivät kuitenkaan ole riittävän tarkkoja, ja voivat aiheuttaa materiaaleihin lämpövaurioita.

Laserpulsseilla kyetään sen sijaan muokkaamaan materiaalien kemiallisia ja fysikaalisia ominaisuuksia hyvin tarkasti.

Hyvin monipuolinen tekniikka

Käsittely ultralyhyillä laserpulsseilla on osoittautunut hyvinkin monipuoliseksi tekniikaksi materiaalien muokkaamisessa, kertoo Jyväskylän yliopiston tutkijatohtori Aleksei Emelianov.

”Samalla se tarjoaa ratkaisun esimerkiksi lämpökysymyksiin.”

Emelianov ja professori Mika Pettersson sovelsivat yhdessä Biosensen Ivan Bobrinetskiyn kanssa ultranopeaa lasertekniikkaa 2d-kerrosmateriaalien ja van der Waals -heterorakenteiden muokkaamiseen.

Atomikerrosten sisäisten energiatilojen ja ultralyhyiden laserpulssien välisen vuorovaikutuksen avulla voidaan saavuttaa jopa nanometritason muokkausresoluutio.

Uusia näkymiä monelle alalle

Tämä puolestaan avaa uusia näkymiä fotoniikan, elektroniikan ja anturien kehittämiseen.

”On erittäin todennäköistä, että laserit voivat tarjota uudenlaisia ratkaisuja 2d-materiaalien käsittelyyn monille teknologian kehittäjille”, Mika Pettersson sanoo.

Mahdollisia sovelluksia ovat esimerkiksi nopeat valoilmaisimet, joustava elektroniikka, biohybridit ja seuraavan sukupolven aurinkokennot.


 

Tilaa Kemiamedian uutiskirje!

Tilaajana saat sähköpostiisi kerran viikossa kiinnostavimmat uutiset ja tiedot alan tapahtumista ja työpaikoista. Osallistut samalla arvontaan!

Lue lisää ja tee tilaus täällä.

Kerro meille mielipiteesi!

 

Nimi(Pakollinen)
Hidden
Mitä mieltä olit artikkelista? Lähetä meille palautetta.
Kenttä on validointitarkoituksiin ja tulee jättää koskemattomaksi.

Lisää uutisia