清华大学材料学院

                                       School of Materials Science and Engineering

钟敏霖教授组用超快激光制备出最黑人工金属表面

7月4日,美国化学学会《ACS Nano》期刊(IF 13.942)在线发表了清华大学材料学院钟敏霖教授组题为“A General Strategy Towards Dual-Scale Controlled Metallic Micro-Nano Hybrid Structures with Ultralow Reflectance”的研究论文(http://dx.doi.org/10.1021/acsnano.7b03673),报道了该课题组在超快激光可控微纳米制备方面取得的最新研究进展。在此论文中,课题组提出了一种基于超快激光脉冲注入调控的金属表面微米-纳米双尺度复合结构双级调控制备新方法,通过对超快激光加工过程中脉冲注入数量和注入方式的灵巧控制,实现了对微米尺度结构和纳米尺度结构的分别有效调控,从而可以同时发挥微米尺度结构的几何陷光效应和纳米尺度结构的等效介质效应,最终达到优异的高效抗反射性能。实验证明,该方法对于Cu、Ti、W等多种金属均有效,可在其表面分别获得1.4%,0.29%,2.5%的已知最低金属表面反射率,是一种在金属表面可控构建微纳米复合功能结构的通用方法。
    表面微纳米复合结构在抗反射、自清洁、高效催化等领域具有重要应用,而表面微纳米结构的可控制备是其中的核心问题。超快激光加工作为一种微纳米制造方法,已为人们所熟知,并在微米尺度结构的高效灵活可控加工方面具有突出优势,但其所形成的纳米结构多为微米结构加工过程中诱导而成,无法对其进行有效的控制。其他纳米制造手段,如电子束光刻、化学合成等,虽然可以形成可控的纳米结构,但无法有效构建出微纳米复合的结构特征。本论文成果,打破了之前超快激光只能可控加工微米尺度结构的限制,在微米-纳米双尺度结构的双级分别可控制备方面迈出扎实一步,为表面微纳米复合功能结构的有效构建提供了新的思路和方法。论文第一作者为材料学院2014届博士及后续博士后范培迅,通讯作者为钟敏霖教授。该工作得到了国家自然科学基金重大国际合作项目以及面上项目的支持。