液相下レーザー焼き付けによるパターン化銅マイクロナノ構造の高速作製

YU Miaomiao ,  

WENG Zhankun ,  

WANG Guanqun ,  

GUO Chuanchuan ,  

HU Junting ,  

WANG Zuobin ,  

摘要

大面積パターン化された銅のマイクロナノ構造の作製を実現するために、液相下レーザー焼き付け技術に基づき、シリコン基板を用いてCu2O微粒子を含むエタノール溶液に浸漬し、ナノ秒パルスレーザーで加工した。レーザー出力、走査速度および走査回数が銅マイクロナノ構造に与える影響を研究し、パターン化銅マイクロナノ構造の形成メカニズムを分析し、浸潤特性を調査した。走査型電子顕微鏡の結果、レーザー出力、走査速度および走査回数の増加に伴い、パターン化された銅マイクロナノ構造中の銅粒子の融解現象が進み、スポット中心部のナノ粒子の粒径が徐々に大きくなり、スポットの境界部に周期的に分布するマイクロメートル単位の構造が形成された。エネルギー分散型X線分析は、スポット中心部に少量のCu元素が分布し、多量のCu元素が境界部に集中していることを証明した。走査回数の増加に伴い、試料表面の粗さおよび純水・食用油の接触角は、増加した後に減少する傾向を示した。走査回数が6回の場合、表面の平均粗さは(1.3±0.11)μm、純水の接触角は(155.2±1.5)°、食用油の接触角は(100.0±1.3)°に達した。この大面積パターン化銅マイクロナノ構造作製法は簡便かつ迅速であり、粉塵汚染がなく、マイクロ流体チップ、集水システムおよび廃水処理などの分野で広範な応用展望を有している。

关键词

レーザー焼き付け;パターン化銅マイクロナノ構造;浸潤特性;二元構造

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