一项新研究凸显了超快激光加工技术在下一代设备中的潜力

二维材料（如石墨烯和过渡金属二硫化物 (TMDs)）的操控对于推动下一代电子、光子、量子和传感技术的发展至关重要。这些材料展现出独特的性质，包括高电导率、机械灵活性和可调谐的光学特性。然而，传统的加工方法往往缺乏必要的精度，并可能引入热损伤。这正是超快激光加工发挥作用的地方，它能在纳米尺度上对材料性质实现前所未有的控制。 

用于材料改性的超快激光  

光与物质相互作用领域的最新进展为超快激光加工在二维材料中的变革性应用铺平了道路。来自芬兰于韦斯屈莱大学 (University of Jyväskylä)的Aleksei Emelianov和Mika Pettersson以及来自塞尔维亚Biosense研究所 (Biosense Institute)的Ivan Bobrinetskiy的一项新研究探索了超快激光技术在操控二维层状材料和范德华 (vdW) 异质结构以用于新型应用方面的巨大潜力。 

- 超快激光加工已成为一种用于材料改性和引入新型功能的通用技术。与连续波和长脉冲光学方法不同，超快激光为解决热加热问题提供了解决方案。于韦斯屈莱大学的博士后研究员Aleksei Emelianov表示，超快激光脉冲与二维材料原子晶格之间的非线性相互作用显著影响了它们的化学和物理性质。 

操控二维材料性质的新工具 

研究人员描述了过去十年取得的进展，并主要关注超快激光脉冲在无掩模绿色技术中的变革性作用，该技术能够实现减材和增材工艺，为先进器件的开发开辟了道路。利用原子层内能态与超快激光辐照之间的协同效应，可以实现高达数纳米的分辨率。 

- 正在积极研究超快光与物质相互作用，以研究低维材料的独特光学性质，Aleksei Emelianov说。在我们的研究中，我们发现超快激光加工有可能成为操控二维材料性质的新技术工具，他继续道。 

用于先进材料加工的可靠工具  

文中讨论了功能化、掺杂、原子重构、相变以及二维和三维微纳图案化方面的关键进展。在如此精细的尺度上操控二维材料为开发新型光子、电子和传感应用提供了众多可能性。潜在应用包括高速光电探测器、柔性电子产品、生物杂交体和下一代太阳能电池。超快激光加工的精度能够创建复杂的微纳结构，这些结构在电信、医学诊断和环境监测中具有潜在应用。 

- 超快激光在调节和修改二维材料方面的多功能性令人惊讶。很可能激光能为许多技术开发人员在二维材料加工方面提供创新解决方案，Mika Pettersson补充道。 

这篇综述在实现二维材料和vdW材料的全部潜力方面迈出了重要一步，有望推动技术和产业的新发展。 

- 不过，仍需要对激光与二维材料之间超快相互作用的物理基础进行研究，Ivan Bobrinetskiy说。这应包括不仅二维材料晶格与光之间的相互作用，还应涉及环境和基底，这使得这些过程的物理学更为复杂但也更为令人兴奋，他继续道。