Fabrikas mikro dan nano
Nanostruktur permukaan
Beberapa teknik laser menstruktur logam, semikonduktor, kaca, dan permukaan lain pada skala mikro dan nano.
Pengantar produk
Cakupan nanostruktur permukaan
Nanoteknologi dan laser termasuk di antara bidang penelitian dan teknologi yang paling berhasil dan paling aktif pada beberapa dekade terakhir, dan memberikan potensi besar apabila digabungkan. Beberapa teknik berbasis laser memungkinkan nanostruktur permukaan pada logam, semikonduktor, atau bahkan kaca, yang kemudian digunakan pada penginderaan, pencitraan, energi surya, dan biomedis. Teknik berbasis laser semacam itu mencakup, tetapi tidak terbatas pada, pembentukan struktur permukaan periodik terinduksi laser (LIPSS), litografi interferensi laser (LIL), dan pola interferensi laser langsung (DLIP).
LIPSS
Pembentukan LIPSS, yang juga dikenal sebagai riak atau nanoriak, adalah teknik penulisan laser langsung untuk memproduksi nanostruktur menyerupai kisi. LIPSS berasal dari interferensi cahaya laser datang/terbias dengan cahaya terhambur atau terdifraksi di dekat permukaan. Teknik ini menarik minat yang besar karena kesederhanaan dan kekokohannya, sebab fabrikasi dapat dilakukan di udara sekitar dan sepenuhnya sesuai dengan tuntutan industri terhadap biaya, keandalan, dan produktivitas. Bergantung pada bahan yang dipilih dan kondisi iradiasi, pemrosesan LIPSS memungkinkan berbagai jenis fungsionalisasi permukaan melalui perioda yang berbeda, mulai dari beberapa puluh nanometer hingga beberapa mikrometer.
LIL dan DLIP
LIL dan DLIP mengandalkan interferensi laser dari cahaya laser datang. Dua atau lebih berkas laser ditumpangkan pada ranah spasial dan temporal, sehingga tercipta pola interferensi dengan perioda hingga skala subpanjang gelombang. Pada LIL, pola pertama-tama direkam pada medium peka cahaya, kemudian ditransfer ke bahan yang diminati. Sebaliknya, DLIP memungkinkan strukturisasi langsung bahan. Pada kondisi iradiasi yang tepat, permukaan meleleh atau bahkan terablasi pada puncak intensitas. Mengingat lebar pita spektral yang secara inheren besar pada pulsa laser ultrasingkat serta dampaknya terhadap pola interferensi yang dihasilkan, teknik LIL dan DLIP seringkali terbatas pada durasi pulsa dalam rentang ps atau lebih panjang. Namun, hal ini bukan masalah berkat kemampuan penyetelan durasi pulsa hingga 20 ps – suatu fitur laser femtosekon CARBIDE dan PHAROS.
Memilih teknik
Apabila memilih teknik, beberapa aspek harus dipertimbangkan. Pada LIL dan DLIP, perioda pola interferensi dikendalikan oleh panjang gelombang iradiasi laser dan sudut datang antara berkas yang berinterferensi. Namun, perioda minimum dibatasi oleh batas difraksi optik. Dengan demikian, jika ukuran fitur di bawah 100 nm diinginkan, LIPSS yang sebaiknya digunakan. Aspek lain adalah kedalaman modulasi pola ternanostruktur. Kedalaman pola DLIP dapat dikendalikan secara independen oleh energi pulsa laser dan jumlah pulsa yang diterapkan. Meskipun hubungan serupa diharapkan untuk LIPSS, hubungan itu biasanya lebih sulit dikendalikan. Struktur DLIP dapat memiliki kedalaman modulasi dan keteraturan yang jauh lebih besar pada area yang luas.
Fabrikasi sensor SERS
Fabrikasi sensor SERS. Citra SEM permukaan Ti-6Al-4V (TC4) setelah iradiasi dengan pemindaian laser progresif.
Di mana permukaan ternanostruktur digunakan
Permukaan ternanostruktur digunakan secara luas pada penginderaan, misalnya spektroskopi Raman terperkuat permukaan (SERS), di mana permukaan logam yang dikasarkan memperkuat hamburan Raman molekul analit teradsorpsi sebesar beberapa orde magnitudo. Bahan ternanostruktur, seperti silikon hitam, juga menarik minat pada fotodetektor dan sel surya. Paku silikon mikrometrik menjebak cahaya datang, sehingga memberikan absorptansi tinggi pada rentang spektral tampak dan inframerah. Lebih lanjut, LIPSS dan teknik nanostruktur lain memungkinkan permukaan hidrofobik dan hidrofilik untuk rekayasa otomotif dan kedirgantaraan, permukaan antibakteri serta penolak sel atau perangsang sel untuk aplikasi medis, dan banyak aplikasi lain. Laser femtosekon CARBIDE dan PHAROS digunakan secara luas untuk teknik nanostruktur permukaan ini.
