• Skalierbarkeit der laserinduzierten Silberreduktionsmikrodruckverarbeitung. • Die Dynamik des Silbermikrodrucks wird für verschiedene Laserbetriebsregime untersucht. • Photochemische und thermische Laser-Druckregime von Silber werden quantifiziert. • Die Dynamik der Einzelspot- und Linieneinlage wird aus der Perspektive der Skalierbarkeit präsentiert. • Ermöglicht eine schnelle beliebige Musterablage von Silbermikrostrukturen. Der Laser-Mikrodruck durch Reduktion von Metallsalzen ist eine aufkommende Technik für direktes Laserschreiben, die in der Lage ist, präzise leitfähige metallische Strukturen mit Merkmalgrößen von weniger als einem Mikrometer zu erzeugen. Frühere Forschungen konzentrierten sich auf die Auswirkungen der chemischen Zusammensetzung und Zusätze, Miniaturisierung der Merkmale und Anwendungen. Diese Arbeit untersucht Variationen in den Laserbetriebsregime hin zur Skalierbarkeit des Mikrodrucks. Die Dynamik der Einzelspot- und Linieneinlage wurde durch Hochgeschwindigkeits-Visible- und Infrarot-Thermografie analysiert, wobei die Auswirkungen von Pulsenergie, Pulswiederholrate, Anzahl der einfallenden Pulse und Scangeschwindigkeit auf die Dynamik und thermischen Effekte der Silberablage verglichen wurden. Die große Variation der Laserparameter wurde durch die Verwendung eines maßgeschneiderten, frequenzverdoppelten, gepulsten faserbasierten Lasers erreicht, der 500 fs Pulse bei einer grünen Wellenlänge von 515 nm mit bis zu 30 MHz Wiederholrate im Puls-on-Demand-Betriebsregime abgibt. Die Pulsenergie für die Silberablage lag im Bereich von 0,5 nJ bis 6 nJ. Nebenwirkungen, die während des Mikrodrucks auftreten, wie Blasenbildung und Abtrag des Deposits, wurden untersucht, um Unvollkommenheiten wie Hohlraumbildungen im Deposit zu beseitigen. Die Scangeschwindigkeit stellte einen zusätzlichen Kontrollparameter für die Linieneinlage dar, wobei sich die Dynamik und Topographie dramatisch von niedrigen Scangeschwindigkeiten und hohen Pulsenergien zu hohen Geschwindigkeiten und einer Mehrfachscan-Strategie änderten. Ein optimaler durchschnittlicher linearer Dichtebereich von 10⁻³ –10⁻⁴ J/mm wurde bestimmt. Das Verständnis der Effekte von Laserparametern und der Mehrfachpass-Strategie mit hoher Scangeschwindigkeit stellte sich als förderlich für homogene Silberschichten heraus, die um Größenordnungen schneller gedruckt wurden als zuvor berichtet.
Tuta et al. (2026) untersuchten diese Frage.