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10 de febrero de 2023

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por ciencia ultrarrápida

El Premio Nobel de Química 2014 fue otorgado por el desarrollo de la microscopía de fluorescencia de superresolución. Inspirándose en este trabajo, los científicos del Instituto de Chips Fotónicos (IPC) de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Shanghai (USST) han desarrollado una innovadora vía de trazado láser para la fabricación de patrones de grafeno ultrafinos.

Este descubrimiento rompe la barrera del límite de difracción de la litografía óptica basada en carbono hacia un mundo nano. Recientemente, su trabajo titulado "Grabado láser ultrarrápido de dos haces de patrones de grafeno con un tamaño de característica de subdifracción de 90 nm" se publicó en la revista Ultrafast Science. Los autores son el Prof. Xi Chen y el Prof. Min Gu.

Las estructuras modeladas de grafeno grabado con láser (LSG) pueden mejorar significativamente el rendimiento de los dispositivos. En el procedimiento de fabricación convencional, un procedimiento de trazado láser de un solo haz impulsa la fotorreducción de óxido de grafeno (GO) para formar patrones de LSG. Debido a la barrera del límite de difracción, los anchos de línea de los patrones de LSG fabricados fueron microdimensionados, lo que demuestra un gran desafío para lograr características de los patrones de LSG más allá de la barrera del límite de difracción.

Recientemente, basándose en microscopía de fluorescencia de súper resolución, se ha informado sobre una tecnología de trazado láser de dos haces. Un haz en forma de rosquilla inhibe la fotorreacción desencadenada por el haz de escritura, por lo que se pueden producir patrones de resina con anchos de línea más allá de las barreras límite de difracción.

"Nuestro objetivo es fabricar patrones de grafeno ultrafinos a través de la vía de dos haces", explica el profesor Xi Chen. "Sin embargo, la vía de inhibición de la fotorreducción de GO no se ha realizado. La tarea crucial es lograr una vía de cuello de botella de oxidación de LSG impulsada por láser".

En el artículo de Ultrafast Science, se ha revelado una vía de fotooxidación del LSG con altos grados de reducción. Se puede inducir un cambio químico de LSG a grafeno oxidado trazado con láser (OLSG) mediante trazado con rayo láser de femtosegundo.

Basado en el mecanismo de oxidación, un rayo láser de reducción en forma de rosquilla y un rayo de oxidación esférico de 532 nm se controlan simultáneamente para la fabricación de LSG. El haz esférico convierte LSG en OLSG, dividiendo la línea LSG en dos segmentos caracterizados por subdifracción. Se logró un patrón LSG con un ancho de línea LSG mínimo de 90 nm.

"El grafeno es el material básico de la electrónica de carbono. El procedimiento de trazado láser de dos haces ofrece una poderosa estrategia para la fabricación de micro/nanocircuitos de nueva generación", afirma el profesor Min Gu.

Más información: Xi Chen et al, Trazado láser ultrarrápido de dos haces de patrones de grafeno con un tamaño de característica de subdifracción de 90 nm, Ultrafast Science (2022). DOI: 10.34133/ciencia ultrarrápida.0001

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