德國FraunhoferInstituteforLaserTechnology(ILT)(弗勞恩霍夫激光技術研究所，專(zhuan) 注於(yu) 激光和光學技術的研究，應用領域覆蓋汽車製造、光伏、航空製造業(ye) 、醫療工程等）和Coherent相幹公司達成合作協議，采用Coherent相幹公司的LineBeam155準分子激光加工係統推動大尺寸石墨烯生產(chan) 。

FraunhoferILT的微米和納米結構團隊選擇采用LineBeam155對特別適用於(yu) 電動汽車電池(EVB)的單層氧化石墨烯(GO)薄膜進行光還原研究。

石墨烯是一種由碳原子組成、呈六角形晶格形狀的單層納米材料，具備獨特的綜合性能，如高導電性和導熱性、可見波長內(nei) 出色的透明度以及超乎想象的機械強度等，在材料學、微納加工、能源、生物醫學和藥物傳(chuan) 遞等方麵具有重要的應用前景，被認為(wei) 是一種未來革命性的材料。石墨烯有望被使用在增強柔性電子元件和OLED顯示屏的透明導電電極方麵上，此外大家期待將它用在改善手機、電動汽車等係列產(chan) 品中的鋰離子電池的能量密度和充電特性等方麵上。

所以，能否生產(chan) 出適用於(yu) 微米和納米製造工藝的大尺寸石墨烯，對於(yu) 推動上述技術向工業(ye) 應用發展而言至關(guan) 重要。製造大尺寸石墨烯的其中一種方法是把旋塗在矽(Si)/二氧化矽(SiO2)或玻璃晶片上的單層氧化石墨烯薄膜還原。這種工藝可以通過熱還原、化學還原或光催化還原來實現，其中光催化還原的前景最被看好。光催化還原是指在超高純度的惰性氣體(ti) 或真空狀態中將氧化石墨烯暴露在激光下的加工方法。

還原氧化石墨烯 (rGO) 電極的顯微鏡圖片

脈衝(chong) 氟化氪(KrF)準分子激光器非常適用於(yu) 單層氧化石墨烯薄膜的光催化還原：首先，與(yu) 那些波長較長的激光相比，該激光器所產(chan) 生的深紫外(DUV)248nm激光能夠讓材料實現更高的吸收效率，從(cong) 而產(chan) 生更強的非熱脫附效應，最終實現高效、無損的光還原。其次，該激光器輸出的激光可以形成細長的光束，因此可以快速處理大麵積的材料。

基於(yu) 以上原因，FraunhoferILT的微米和納米結構組選擇了LineBeam155激光係統。該係統由Coherent相幹公司的LEAP150KKrF準分子激光器（波長248nm，輸出功率最大150W）和LineBeam光路係統（可實現155mm×0.4mm的平頂光斑）組成。搭配的運動控製係統可實現高達每分鍾5,500平方厘米的表麵處理速度。另外，輸出的激光光束可以直接導入掩模燒蝕係統，實現高精度的激光製圖。通過改變係統的激光功率、脈衝(chong) 重複頻率和掃描速度，可以在各種材料上進行大範圍的精密光還原、微結構製備、燒蝕和加工任務。

ILT微米和納米結構團隊的MatthiasTrenn評論道：“LineBeam激光係統是一款獨特的工具，讓我們(men) 可以實現極其精確的脈衝(chong) 能量控製，並結合快速、大麵積的加工速度，來實現高功率紫外激光係統的工業(ye) 化批量生產(chan) 能力。得益於(yu) 此，我們(men) 有望用更快、更高效的方式生產(chan) 石墨烯薄膜，這對我們(men) 的工作很有幫助。”

Coherent相幹公司準分子產(chan) 品營銷經理RalphDelmdahl補充道：“LineBeam係統已經在移動設備生產(chan) 中證明其實力。令我們(men) 高興(xing) 的是，該係統也能用來開發電動汽車電池，滿足更高效和更大容量的要求。”