硕士研究生读书报告

脉冲激光烧蚀技术制备纳米材料 的研究现状与发展趋势

脉冲激光烧蚀技术制备纳米材料 的研究现状与发展趋势 一、引言 二、脉冲激光烧蚀的技术原理和特性 三、脉冲激光烧蚀技术制备纳米材料的研究现状 四、脉冲激光烧蚀技术制备纳米材料的发展前景 五、我省开展用脉冲激光烧蚀技术制备纳米材料 的研究建议

一、引言1960年7月7号梅曼成功制成了世界上第一台红宝石 激光器。

性质：高能量密度；高单色性；高相干性； 高方向性。 激光 应用：打标技术、切割技术、焊接技术、 烧蚀制备纳米材料技术等

二、脉冲激光烧蚀技术的原理和特征激光器

液相中激光烧蚀制备纳米胶体粒子

气相中激光烧蚀制备纳米薄膜或纳米粒子

2.1、制备纳米粒子的特性

材料蒸发过程图

纳米颗粒

1、制备周期短； 2、实验装置简单，操作方便； 3、激光使靶材发生气化的时间很短； 4、适合制备任何成分固体靶材； 5、制备的液相金属纳米粒子非常稳定； 6、金属纳米粒子的尺寸和性质具有很好的重复性； 7、制备过程便于人工控制工艺条件来获得不同纳米尺度的 金属粒子；

2.2、制备纳米薄膜的特性

材料薄膜沉积过程

纳米薄膜

1、靶材广泛； 2、很适合于绝缘材料制造薄膜； 3、适合难熔材料制造薄膜； 4、能够沉积质量很高的纳米薄膜； 5、需要的样品很少； 6、几乎不需要对靶材进行实验前处理； 7、制备时可以控制实验参数、引入监测、控制和分析装 置，从而利于研究烧蚀过程的动力学和形成机制； 8、适用范围广，设备简单，易操作，灵活性大；

2.3、目前存在的

问题

1、制备的材料中有熔融小颗粒或靶材碎片，这是 在激光引起的爆炸过程中喷溅出来的，从而降低 了材料质量； 2、尚未有实验证明激光技术用于大面积制备的可 行性； 3、平均制备速率慢，对于制备大面积的纳米材料， 存在烧蚀过程的分散性问题； 4、鉴于烧蚀设备成本和沉积规模，此技术只运用 在高新技术领域和新材料薄膜开发研制。

三、脉冲激光烧蚀技术制备纳米材料的研究现状国状 浙江省 研究现状 内

现

外

究

研

三、国内外研究现状1963年 1965年 1987年

激光镀膜的最初概念已经形成 激光成功制备了光学薄膜 利用脉冲激光沉积出高质量纳米薄膜

目前

三、脉冲激光烧蚀技术制备纳米材料的研究现状1963年 1965年 1987年

目前

脉冲激光烧蚀制备纳米材料大致经 历了三个阶段：纳秒激光烧蚀、皮 秒激光烧蚀和飞秒激光烧蚀，有关 学者对这三个阶段做了很多的研究。

激光器工作图

Keypad

Vacuum Pump & Halogen Filter

laser

3.1、纳秒激光烧蚀

(nanosecond laser ablation)

纳秒脉冲激光器 纳秒激光烧蚀是激光烧蚀的初期阶段，以脉宽为10-9—10-10s 的激光作为光源。