SUB-MICRON LASER PATTERNING OF GRAPHENE AND 2D MATERIALS

• Main Authors: GASKILL, DAVID, KURT, NATH, ANINDYA, CURRIE, MARC
• Format: Patent
• Language: English; French
• Published: 18.06.2015
• Subjects: CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; CHEMISTRY; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; COMPOUNDS THEREOF; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ELECTRICITY; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; INORGANIC CHEMISTRY; MACHINE TOOLS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; METALLURGY; NON-METALLIC ELEMENTS; PERFORMING OPERATIONS; PRINTED CIRCUITS; SOLDERING OR UNSOLDERING; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS; TRANSPORTING; WELDING; WORKING BY LASER BEAM

An appropriately configured pulsed laser is focused onto a graphene sheet and is used to form a desired pattern in the graphene. When the laser pulse strikes the graphene, it modifies the bonding state of the carbon atoms in the graphene lattice, acting as a "blade" and causing a separation in the graphene sheet at the site of the laser pulse without causing damage to the surrounding graphene. The width of the separation, or "cut" in the graphene sheet can be controlled by controlling characteristics of the laser pulse such as beam shape, beam intensity, pulse width, repetition rate, and wavelength to produce a graphene material having desired electrical, optical, thermal, and/or mechanical properties. La présente invention concerne un laser pulsé configuré de façon appropriée qui est focalisé sur une feuille de graphène et est utilisé pour former un motif désiré dans le graphène. Lorsque l'impulsion laser frappe le graphène, il modifie l'état de liaison des atomes de carbone dans le réseau du graphène, agissant comme une « lame » et provoquant une séparation dans la feuille de graphène au niveau du site de l'impulsion laser sans provoquer de dommage au graphène environnant. La largeur de la séparation, ou la « coupe » dans la feuille de graphène peuvent être commandées par les caractéristiques de commandes de l'impulsion laser telles que la forme du faisceau, l'intensité du faisceau, la largeur d'impulsion, la fréquence de répétition, et la longueur d'onde de façon à produire un matériau de graphène souhaité possédant des propriétés électriques, optiques, thermiques, et/ou mécaniques souhaitées.