在硅基板上通过飞秒激光写入具有纳米花形态的钯图案

我们报告了一种单步、无掩模的方法，通过在钯盐溶液下使用超短脉冲激光写入，直接在硅基板上制备钯图案。通过改变前体浓度可以控制形态，覆盖范围很广。在约10−6 M时，基底显示出激光诱导的周期性表面结构（LIPSS）的亚波长波纹，未检测到钯。在更高浓度下，波纹上装饰了钯纳米颗粒，这些颗粒随后聚合成继承了沟槽纹理的连续薄膜，而在≥10−3 M时，出现了纳米花状树枝状结构。以微米间距和特征之间清晰间隙的方式写入任意图案（包括线阵、网状晶格和点阵）。在450°C的后氧化处理将钯转化为氧化钯（PdO），这一结果由约640 cm−1的拉曼带确认。这些具有可调纳米尺度形态的钯和氧化钯结构，为集成光学和电阻氢传感器元件提供了直接通道，用于氢气生产、储存和分配过程中的芯片泄漏检测和安全监测。