1.6　石墨烯图案加工

1.6.1　激光刻蚀法

飞秒激光具有超短脉宽、高能特性，在微纳加工领域具有很高的分辨率，因此激光刻蚀技术比较适合用于利用机械剥离法制备石墨烯，但采用这种方法制得的石墨烯转移到目标衬底上之后往往尺寸很小、形状不规则，且可能存在分块不连续的现象。因此可以在多个分块中选择较大的一个，并使用激光器在石墨烯片上加工图案，再使用PMMA将此石墨烯图案转移到其他衬底上。例如，南开大学刘智波等人尝试了在用机械剥离法得到的零散不规则的石墨烯薄片上加工图案并提取至目标衬底［206］。过程如图1.11所示，可以概括为如下几点:

（1）通过显微镜观察Si/SiO2衬底上的石墨烯碎片，选择期望的石墨烯片；

（2）通过高能飞秒激光器（约100fs，800nm）在选择的石墨烯薄片上刻蚀去除不想要的部分，得到石墨烯图案，其中激光器装载在显微镜的微机械臂上，因此可以通过控制机械臂与显微观察实现高精度加工；

（3）在样品表面旋涂（转速3000r/min，时长30s）光刻胶，并且在100℃环境下烘干2min，接下来使用激光器曝光图案区域，经过激光曝光后的光刻胶可以溶解于显影液中；

（4）将样品置于氙气灯下曝光，使得光刻胶与石墨烯表面固化，另外，在光刻胶表面继续旋涂一层PMMA，使得石墨烯图案与PMMA贴合；

（5）将整个样品置于显影液中，此时PMMA及石墨烯图案与基底脱离，最后将PMMA及有图案的石墨烯转移到新的衬底之上。