在激光誘導(dǎo)周期性納米光柵可控制造方面，激光誘導(dǎo)周期性表面結(jié)構(gòu)（LIPSS）能夠突破光的衍射極限，獲得亞波長(zhǎng)（~λ/2）至超深亞波長(zhǎng)（~λ/8）分辨率的納米光柵結(jié)構(gòu)，但其結(jié)構(gòu)的空間長(zhǎng)程無序性限制了其在工業(yè)界的應(yīng)用。

研究人員基于對(duì)超快激光激發(fā)表面等離激元波干涉現(xiàn)象的研究，首次系統(tǒng)解釋了激光誘導(dǎo)納米光柵結(jié)構(gòu)空間分布紊亂的成因，并提出了相應(yīng)的調(diào)控策略，即利用表面等離激元波干涉所引起的自對(duì)準(zhǔn)現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)程有序亞波長(zhǎng)光柵結(jié)構(gòu)的高效大面積制備。進(jìn)一步，對(duì)超快光源進(jìn)行光束整形，形成均勻一致的線光源，通過調(diào)整激光加工策略，在單次掃描中穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)了成千上萬二維陣列單元的自發(fā)生成，達(dá)到了在晶圓級(jí)大小樣品上高效制備均勻二維納米結(jié)構(gòu)的目的。上述研究工作以“Self〢ligned Laser㊣nduced Periodic Surface Structures for Large〢rea Controllable Nanopatterning”為題，發(fā)表在Laser & Photonics Reviews，以“Self-Aligned Plasmonic Lithography for Maskless Fabrication of Large-Area Long-Range Ordered 2D Nanostructures”為題，發(fā)表在Nano letters上。

圖2. 基于激光誘導(dǎo)周期性表面結(jié)構(gòu)自對(duì)準(zhǔn)現(xiàn)象開發(fā)的高效二維納米圖案化技術(shù)

在線形脈沖激光跨大尺度微納復(fù)合制造方面，跨大尺度分級(jí)金屬微納米網(wǎng)格結(jié)構(gòu)（亞100nm至數(shù)微米尺度）是提高透明柔性電子器件的透光性、導(dǎo)電性和機(jī)械穩(wěn)定性的一種有效途徑，然而高效經(jīng)濟(jì)地制備上述微納復(fù)合結(jié)構(gòu)仍極具挑戰(zhàn)性。

研究人員創(chuàng)造性地提出了一種單步無掩膜線形脈沖激光光刻技術(shù)，通過調(diào)制線形脈沖光源的分離燒蝕，可高效制備線寬從50 nm至數(shù)微米連續(xù)可調(diào)的金屬網(wǎng)格線。研究人員利用該技術(shù)設(shè)計(jì)并制備了一種柔性透明電極，在保證透過率大于80%的前提下，得到了4.6 Ω/sq的薄層電阻，在經(jīng)過1000次的抗彎測(cè)試后仍能保持良好的光電性能。進(jìn)一步，研究人員將該技術(shù)應(yīng)用于制備一種柔性多向應(yīng)變傳感器，利用單層薄膜實(shí)現(xiàn)了多向應(yīng)變傳感的功能，且在靈敏度和響應(yīng)性方面都具有顯著優(yōu)勢(shì)，且顯示出良好的機(jī)械穩(wěn)定性和循環(huán)穩(wěn)定性。相關(guān)研究?jī)?nèi)容以“Laser-patterned hierarchical aligned micro-/nanowire network for highly sensitive multidimensional strain sensor”為題，發(fā)表在ACS Applied Materials & Interfaces上，以“Line-shaped laser lithography for efficiently fabricating flexible transparent electrodes with hierarchical metal grids across λ/10 to microscale”為題，發(fā)表在Advanced Materials Technologies上。

圖3. 線形脈沖激光光刻用于跨大尺度微納復(fù)合制造