铜纳米颗粒的飞秒激光连接过程研究

• 作者: 廖嘉宁 王欣达 周兴汶 康慧 郭伟 彭鹏
• 来源期刊: 中国激光
• 关键词: 激光技术 飞秒激光 铜纳米颗粒 纳米连接 界面 局域温度
• 年，卷（期）: 2021,（8）
• 所属期刊栏目: 课题一 基于激光制造的跨尺度和多材料纳连接的共性基础问题|Task 1 General Fundamental Problems of Trans-Scale and Multi-Materials Nanojoining Based on Laser Fabrication
• 页码范围: 86-93
• 页数: 8页
• 分类号: TN249
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/CJL202148.0802008

摘要

采用飞秒激光对铜离子前驱体薄膜进行激光直写,原位还原得到铜纳米颗粒并连接形成导电铜微结构.实验研究了激光功率对铜微结构物相成分、微观结构及导电性能的影响.进一步,利用COMSOL仿真软件模拟了飞秒激光辐照下铜纳米颗粒二聚体的电场分布及温度场分布特征,计算了不同功率单脉冲激光对铜纳米颗粒电子温度及品格温度的影响.仿真结果表明,激光诱导表面等离激元效应可实现对纳米颗粒的局域加热.当激光功率为960 mW时,纳米颗粒热点区域的晶格温度最高为698 K,纳米颗粒出现表面熔化现象,可实现颗粒间的连接.随着入射激光功率的升高,晶格温度升高,颗粒间连接程度提高,与实验结果相一致.