超声心动图显象凯时kb88官方注册账号透明电极都市网光衰减器华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室贾天卿教授课题组探究了一种通过飞秒激光直写在ITO薄膜表面加工LIPSS的方法。

　　使用线偏激光照射金属凯时kb88官方注册账号凯时kb88官方注册账号、半导体凯时kb88官方注册账号凯时kb88官方注册账号、透明介质等材料产生表面周期结构（laser induced periodic surface structures凯时kb88官方注册账号，LIPSS）是一种普遍的现象，LIPSS的周期取决于激光条件和材料的性质凯时kb88官方注册账号，在接近入射激光波长到小于波长的十分之一范围变化。这些周期性纳米结构可用于有效地改变材料的性质，并在表面着色凯时kb88官方注册账号、光电特性调控凯时kb88官方注册账号、双折射和表面润湿性等方面有许多应用凯时kb88官方注册账号凯时kb88官方注册账号。

　　氧化铟锡（indium tin oxide，ITO）具有较宽的带隙，对可见光与近红外波段有很高的透射率，ITO薄膜具有较低的电阻率，是液晶面板凯时kb88官方注册账号、新型太阳能电池等元件的重要组成部分。一直以来凯时kb88官方注册账号，发展制备ITO薄膜的新方法，调控ITO薄膜的光电特性是非常重要的研究课题，而在激光加工领域凯时kb88官方注册账号，使用激光在ITO薄膜诱导LIPSS是一个有效且简便的方法。

　　华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室贾天卿教授课题组探究了一种通过飞秒激光直写在ITO薄膜表面加工LIPSS的方法凯时kb88官方注册账号凯时kb88官方注册账号，并详细分析了不同激光参数下加工的ITO薄膜在可见到红外光波段的透射率与其各向异性电导率的变化规律。合适的激光参数可以在ITO薄膜上有效地加工大面积低空间频率的LIPSS，这些LIPSS能够表现出独立纳米导线的特性凯时kb88官方注册账号，并且在电学特性上具有良好的一致性。结果表明，飞秒激光直写过程中并不会改变材料的性质凯时kb88官方注册账号，而且与原始的ITO薄膜相比凯时kb88官方注册账号，具有规则LIPSS的ITO薄膜在红外波段的平均透射率提高了197%。这对于将ITO薄膜表面加工规则的LIPSS作为透明电极应用于近红外波段的光电器件具有重要的意义凯时kb88官方注册账号凯时kb88官方注册账号凯时kb88官方注册账号凯时kb88官方注册账号。

　　如图1，原始ITO薄膜的面电阻各向同性。随着激光能流密度的增加，垂直和水平于LIPSS方向的面电阻迅速增加且变化梯度不同凯时kb88官方注册账号，出现了明显的各向异性导电性凯时kb88官方注册账号凯时kb88官方注册账号，当ITO薄膜表面出现规则且独立的LIPSS结构以后，在一定能流密度范围凯时kb88官方注册账号凯时kb88官方注册账号，ITO薄膜能够在不同方向上显现出单向导电/绝缘的电学特性。

　　图1 扫描速度为3 mm/s时，不同能流密度激光辐照后ITO薄膜的面电阻。图中给出了电学测量中横向（Transverse）与纵向（Longitudinal）的定义

　　通过调节激光的能流密度凯时kb88官方注册账号，可以在一个较大的范围内制备出不同形貌的纳米导线（a）展示了不同能流密度的飞秒激光加工的纳米导线扫描电镜图像。在能流密度上升的过程中，纳米导线 nm凯时kb88官方注册账号。纳米导线（b）所示。纳米导线的单位电阻随着能流密度的上升从15 kΩ/mm上升到73 kΩ/mm，这是由于纳米导线的宽度与高度都在同步下降造成的凯时kb88官方注册账号凯时kb88官方注册账号，如图2（c）。

　　图 2 （a）不同能流密度下的纳米导线的扫描电镜图像；（b）纳米导线的高度与宽度随着能流密度的变化情况；（c）纳米导线的单位电阻与电阻率随着能流密度的变化情况

　　如图3凯时kb88官方注册账号凯时kb88官方注册账号，原始厚度为185 nm的ITO薄膜在1200~2000 nm的近红外光谱范围内的平均透射率为21.31%凯时kb88官方注册账号。经过飞秒激光直写后，当能流密度在0.510~ 0.637 J/cm2的范围内凯时kb88官方注册账号，ITO薄膜对于近红外的透过率达到54.48%~63.38%凯时kb88官方注册账号凯时kb88官方注册账号，相较原始的ITO薄膜得到了156%~197%的提高。同时，飞秒激光直写后的ITO薄膜在可见光波段的透过率略微提高且曲线较为平滑。通过调节激光的能流密度，ITO薄膜在近红外的透过率能够得到显著提高凯时kb88官方注册账号，并且能够保持较好的导电性。