

随着微纳科技的快速发展,二维层状材料、纳米薄膜等微纳结构材料在柔性电子、光电传感、生物医学等领域的应用需求持续攀升。然而,这类材料的加工过程中,如何实现高精度切割与可控转移,同时最大限度减少材料损伤,是制约其产业化应用的核心难题之一。近日,艾博纳微纳米科技自主研发的E1-Laser微纳材料切割转移系统,通过集成飞秒激光技术、精密微操纵与视觉定位技术,为微纳材料加工提供了一套高效、精准的一体化解决方案。
一、核心技术:飞秒激光精准切割与可控转移的协同创新
艾博纳ELA系统的核心优势在于其对激光能量与材料相互作用的精准调控,以及切割与转移过程的无缝衔接。 激光切割模块采用飞秒激光光源,利用其超短脉冲特性(脉冲宽度≤100fs)实现非线性吸收机制。与传统长脉冲激光相比,飞秒激光的热扩散时间远小于脉冲宽度,可有效抑制热影响区(HAZ)的产生。系统通过光束整形模块(空间光调制器+自适应光学元件)对激光束进行优化,确保能量分布均匀性误差<5%,结合高速扫描振镜(扫描速度达10m/s),可实现亚微米级的切割精度。实验数据显示,该系统切割石墨烯薄膜时,切割线宽可控制在1-3μm,热影响区小于2μm,材料边缘完整性达99%以上。
可控转移模块则采用“牺牲层辅助激光剥离+微操纵对准”技术路径。在材料制备阶段,于基底上预制可激光分解的牺牲层(如PMMA或金属氧化物);切割完成后,激光聚焦于牺牲层局部区域,通过调控激光能量密度使其发生物理/化学分解,实现材料与原基底的无损剥离。随后,系统通过高倍显微视觉系统(分辨率0.2μm)实时定位材料与目标基底的相对位置,结合精密位移台(定位精度0.05μm)完成精准转移,转移位置误差小于3μm,成功率超过95%。
二、 系统架构:多模块协同保障加工可靠性
艾博纳ELA系统由激光子系统、微操纵与定位子系统、环境控制子系统三大核心模块组成,各模块协同工作以保障加工过程的稳定性与可靠性。
激光子系统:除飞秒光源外,配备能量反馈控制单元,实时监测激光输出能量(调整范围1μJ-100μJ),确保切割过程能量一致性;
微操纵与定位子系统:集成XYZ三轴精密位移台(行程100mm×100mm×50mm)与六自由度微操纵臂,支持多维度操作;双目视觉定位单元实现3D空间精准定位,分辨率达0.2μm;
环境控制子系统:提供真空(真空度1×10^-3Pa)或惰性气体(Ar)氛围,防止敏感材料(如二维过渡金属硫化物)加工过程中氧化或污染。
三、应用场景:覆盖多领域微纳器件制备需求
艾博纳ELA系统的应用场景已延伸至多个前沿领域:
柔性电子领域:用于石墨烯、MoS₂等二维材料的高精度切割与转移,制备柔性晶体管。实验数据显示,采用该系统加工的MoS₂晶体管沟道尺寸误差<2%,迁移率较传统工艺提升18%,器件良率从72%提高至90%; 生物医学领域:加工微流控芯片中的微通道结构与细胞捕获单元。切割PDMS薄膜并转移至玻璃基底后,微通道宽度误差<1μm,流体阻力降低15%,显著提升单细胞检测灵敏度; 光电领域:用于微纳光电器件(如量子点发光二极管QLED)的电极图案切割与功能层转移,助力提升器件发光效率与寿命。
四、技术价值:推动微纳制造向精准化进阶
艾博纳ELA微纳材料切割转移系统的推出,不仅解决了微纳材料加工中的关键技术瓶颈,还为下游产业提供了更高效的制备手段。其一体化设计减少了加工环节转换成本,提升生产效率;精准的切割转移能力则有助于提高器件性能一致性与良率。艾博纳微纳米科技相关技术人员表示,未来将继续优化系统自动化程度与材料适应性,拓展其在新型微纳材料领域的应用,为微纳制造产业高质量发展提供技术支撑。
该系统的研发与应用,标志着艾博纳在微纳加工装备领域的技术突破,将进一步推动微纳器件从实验室走向产业化应用,为柔性电子、生物医学等前沿领域的创新发展注入新动力。
艾博纳微纳米科技有限公司是一家位于苏州市高新区(Medpark)和江苏省淮安市的高科技企业,成立于2022年8月。公司专注于高端光学科学仪器和医学成像设备的研发、制造与销售。
其产品涵盖显微成像解决方案、真空与镀膜技术以及光学元件,产品范围从基础光学显微镜到先进的纳米级三维成像显微镜。
公司还致力于新一代人工智能驱动的科学设备研发,聚焦于纳米尺度二维材料电子器件(如石墨烯芯片)的应用研究,并结合诺贝尔奖获奖技术进行创新探索。
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