基于激光的原位诊断技术:在ZnO的光热激光纳米印刷过程中对温度和材料生长动态的实时监测

《Laser & Photonics Reviews》:Laser-Based In Situ Diagnostics of Temperature and Material-Growth Dynamics in Photothermal Laser Nanoprinting of ZnO

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年04月07日 来源:Laser & Photonics Reviews 10

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  ``` 摘要 使用液态墨水的光热激光打印已成为半导体和金属结构多光子激光纳米打印的一种便捷替代方法。其应用领域包括印刷微电子器件等。在之前的ZnO实验中,激光斑点内的稳态局部温度、温度动态、温度分布以

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摘要

使用液态墨水的光热激光打印已成为半导体和金属结构多光子激光纳米打印的一种便捷替代方法。其应用领域包括印刷微电子器件等。在之前的ZnO实验中,激光斑点内的稳态局部温度、温度动态、温度分布以及材料生长动态基本上都是未知的。为了解决这些问题,我们使用两台共聚焦激光器进行了原位实验。一台波长为405纳米的连续波激光器加热作为吸收体的薄硅膜,从而引发液态墨水的沉积;另一台波长为730纳米的连续波激光器通过校准后的温度依赖性硅膜光透射来检测局部温度。第二台激光器还能通过光的散射来监测激光诱导的ZnO沉积过程。我们发现,在405纳米波长、1毫瓦的激光功率下,温度升高约113摄氏度,其中温度变化的快速分量在1微秒的时间内上升然后衰减。此外,在低激光功率下,材料沉积过程较为平滑;而在高激光功率下,光透射信号会出现明显的快速时间波动。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

数据可用性声明

COMSOL文件和Python脚本可在卡尔斯鲁厄理工学院的开放获取数据仓库中找到(https://doi.org/10.35097/1ede29pa9yww96ms)。其他支持本研究结果的数据可向相应作者提出合理请求后获取。

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