新研究凸显超快激光加工的未来潜力

对二维材料（如石墨烯和过渡金属二掺杂物，TMDs）的操纵，对于下一代电子、光子、量子和传感器技术的发展至关重要。这些材料具有独特性能，包括高导电性、机械柔韧性和可调光学特性。

然而，传统加工方法往往缺乏必要的精度，并可能带来热损伤。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特性进行前所未有的控制。

联合研究探讨了超快激光技术在操纵二维层状材料方面的巨大潜力

用于改性材料的超快激光器  
光-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。来自芬兰韦斯屈莱大学的Aleksei Emelianov、Mika Pettersson和来自塞尔维亚生物传感研究所的Ivan Bobrinetskiy，在一项新研究探讨了超快激光技术在操纵二维层状材料和范德瓦耳斯（vdW）异质结构以实现新型应用方面的巨大潜力。

超快激光加工已成为改性材料和引入新功能的多功能技术。与连续波和长脉冲光学方法不同，超快激光为热加热问题提供了解决方案。来自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，对其化学和物理性质产生了重大影响。

操纵二维材料特性的新工具 
研究人员介绍了过去十年取得的进展，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，这种技术实现了减法和加法过程，为先进设备的开发开辟了道路。利用原子层内能态与超快激光照射之间的协同效应，可以实现低至几纳米的分辨率。

Aleksei Emelianov说：“超快光物质相互作用正在被积极探索，以研究低维材料的独特光学特性。在研究中，我们发现超快激光加工有可能成为操纵二维材料特性的新技术工具。”

先进材料加工的可靠工具  
此外，研究论文还讨论了功能化、掺杂、原子重构、相变，以及二维和三维微观和纳米图案化方面的主要进展。在如此精细的尺度上操纵二维材料的能力，为开发新型光子、电子和传感器应用提供了众多可能性。潜在的应用包括高速光电探测器、柔性电子器件、生物混合物和下一代太阳能电池。超快激光加工的精确性，使复杂的微米级和纳米级结构成为可能，可用于电信、医疗诊断和环境监测。  

超快激光在调整和改造二维材料方面的用途之广，令人惊讶。Mika Pettersson补充说，激光极有可能为许多技术开发人员提供二维材料加工的创新解决方案。这篇综述代表着在充分发挥二维材料和vdW材料潜力方面迈出的重要一步，有望推动技术和工业取得新的进步。

Ivan Bobrinetskiy表示，尽管如此，仍然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。这些不仅包括二维材料晶格与光之间的相互作用，还涉及环境和基底，这使得这些过程的物理学变得更加复杂，但同时也更加令人兴奋。