清华大学科研人员综述了超快激光微纳制造技术：材料加工、表面/界面控制和器件制造的研究。相关综述以“A review of ultrafast laser micro/nano fabrication: Material processing, surface/interface controlling, and devices fabrication”为题发表在《Nano Research》上。

超快激光加工技术以其可控的加工精度、多样化的加工能力和广泛的材料适应性，在微纳制造以及纳米技术、生物技术、能源科学和光子学等其他领域提供了广泛的应用机会。超快激光的加工能力和应用仍有待进一步探索。在材料加工领域，控制纳米材料的原子尺度结构具有挑战性。在超快激光表面/界面加工中存在着复杂的效应，因此很难根据需要对表面/界面的纳米结构和性能进行调制。在超快激光制造微功能器件的过程中，加工能力亟待提高。在此，科研人员回顾了超快激光微纳制造在材料加工、表面/界面控制和微功能器件制造等领域的研究进展。介绍了这些领域中几种有用的超快激光加工方法和应用。超快激光加工技术具有多种加工效果和能力，已在从科学到工业的多个领域显示出应用价值。

图1超快激光微纳加工综述结构示意图。

图2超快激光诱导金属纳米材料的重塑。

图3金属纳米材料的超快激光诱导烧蚀。

图4光响应多功能结构的超快激光等离子体纳米加工。

图5飞秒激光照射下表面位错层的形成。

图6彩色打印用激光诱导咖啡环结构。

图7超快激光诱导的强金属-载体相互作用。

图8超快激光在染料溶液中诱导气泡增强荧光。

图9近场增强超快激光加工方法制备的光学超表面。

图10用多光束超快激光器制作光子晶体和亚波长光栅。

图11超快激光贝塞尔光束加工制备纳米间隙石墨烯超级电容器。

图12超快激光从碳化点诱导碳化。

图13基于超快激光的MoCl5辅助碳化法制备混合超级电容器。

本文综述了超快激光微纳加工技术在材料加工、表面/界面控制和功能器件制造等方面的研究进展。这些研究结果展示了超快激光广泛的材料处理能力，从改变纳米材料的内部原子结构到操纵材料表面/界面的特性。通过调节超快激光加工的能量沉积，可以实现对纳米材料的不同加工效果，包括重塑、烧蚀和互连。超快激光提供了一种有效的方法来控制材料表面/界面的性能，从而实现表面结构、冲击强化和强金属-载体相互作用的构建。此外，该技术还可以生产微功能器件，包括光子晶体器件、光学元件和电子器件。这些进展显示了超快激光加工在科学和工业领域的潜力。超快激光加工技术仍在快速发展，未来将在微纳制造中发挥更重要的作用，并给多个应用领域带来变革。

论文链接：

https://link.springer.com/article/10.1007/s12274-024-6644-zA review of ultrafast laser micro/nano fabrication: Material processing, surface/interface controlling, and devices fabrication