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金属微纳结构在光学、电学、磁学等方面所具有的独特性质,因此获得了大量研究人员的关注。传统的获得金属微纳结构的方法有自组装加工、光学曝光技术、电子束刻蚀等,但是这些方法存在着难以加工三维结构或加工效率过低等问题。而与传统的技术不同,多光子光还原法摆脱了对光学掩膜的依赖,能对复杂真三维图形进行加工,其加工分辨率达到亚微米级,因此引起了更多研究人员的关注。 我的硕士研究主要开展了利用飞秒激光直写包含具有生物相容性的氨基酸的银氨离子水溶液来制备银微纳米结构的方法研究。我们使用甘氨酸、缬氨酸、脯氨酸和亮氨酸四种氨基酸分子作为促进剂,用来辅助多光子还原过程制备银微纳结构,成功降低了加工所需要的激光阈值。在前人的研究报道中,多光子光还原银微纳结构所需要的激光阈值约1 mW甚至更高,而在本实验研究中,甘氨酸、缬氨酸、脯氨酸和亮氨酸可以将多光子光还原银微纳结构加工所需要的激光阈值分别降低至0.35,0.72,0.6和0.32 mW。实验发现,随着激光的扫描速度逐渐的增加,银纳米线的线宽会随之降低,所加工银纳米线的线宽的最高分辨率为186nm。同时,银纳米线的线宽与溶液中所含氨基酸的浓度成反比。通过对飞秒激光直写加工所获得的银纳米线的电学性能进行测试,发现当分别使用甘氨酸、缬氨酸、脯氨酸和亮氨酸辅助多光子光还原时,所得到的单根银纳米线的电阻率分别为1.48×10-6,4.1×10-7,7.04×10-7和1.35×10-6Ω m。同时我们通过使用飞秒激光退火的方法用来提升所制备的银纳米线的电学性能,当使用功率密度为9.55MW/cm2且退火时间为15分钟时,后处理过的银纳米线的电阻降低至51Ω,比未退火处理的银纳米线电阻降低了9倍左右,相应的银纳米线的电阻率降低至4.08×10-8Ωm,仅是银块体电阻率的2.4倍,相对于之前的研究结果有了大幅度的提升。