Методика определения оптической прозрачности плёнок полиимида различной толщины с помощью спектрометров высокого разрешения

Разработана методика определения оптической прозрачности плёнок полиимида, используемых при изготовлении устройств гибкой электроники методом лазерной карбонизации. Информация об оптической прозрачности плёнок полиимида в видимом и ближнем инфракрасном диапазонах спектра позволяет выбрать оптимальный режим лазерной карбонизации. С применением источника калиброванного излучения и малогабаритных спектрометров высокого разрешения получены данные об интенсивности проходящего излучения сквозь плёнки полиимида различной толщины на нескольких тысячах длин волн в видимом и ближнем инфракрасном диапазонах спектра. Из полученного массива данных выбраны две рабочих длины волны твердотельных лазеров – 694,3 нм (рубиновый лазер) и 1064 нм (лазер на основе иттрий-алюминиевого граната с неодимом Nd:YAG). Построены зависимости коэффициентов пропускания плёнок полиимида толщиной 100, 200 и 300 мкм от этих длин волн. Показано, что аналогичные зависимости можно построить для лазеров всех типов, излучающих в указанных диапазонах спектра. Знание коэффициента пропускания полиимида на различных длинах волн поможет более точно исследовать и понять суть физико-химических процессов, происходящих в материале при воздействии на него лазерного излучения определённой длины волны. Предложенную методику определения оптической прозрачности плёнок полиимида можно применять для нахождения интенсивности пропускания любых полупрозрачных материалов, используемых в лазерной и других технологиях.

1. Лучин ин В. В., Бохов О. С., Афанасьев П. В. и др. Гибкая печатная конформная электроника. Отечественные компетенции и электронные компоненты. Наноиндустрия, 12(6), 342–351 (2019)

2. Nathan A., Ahnood A., Cole M. T. et al. Flexible electronics: the next ubiquitous platform. Proceedings of the IEEE, (100), 1486–1517 (2012). https://doi.org/10.1109/jproc.2012.2190168

3. Tehrani F., Bavarian B. Facile and scalable disposable sensor based on laser engraved graphene for electrochemical detection of glucose. Scientific Reports, 6(1), 27975 (2016). https://doi.org/10.1038/srep27975

4. Li L., Han L., Hu H. et al. A review on polymers and their composites for fl exible electronics. Materials Advances, 4(3), 726–746 (2023). https://doi.org/10.1039/d2ma00940d

5. Lin J., Su J., Weng M. et al. Applications of fl exible polyimide: barrier material, sensor material, and functional material. Soft Science, 3(1), 1–53 (2023). https://doi.org/10.20517/ss.2022.24

6. Athanasiou M., Samartzis N., Sygellou L. et al. High-quality laser-assisted biomass-based turbostratic graphene for high-performance supercapacitors. Carbon, (172), 750–761 (2021). https://doi.org/10.1016/j.carbon.2020.10.042

7. Devi M., Wang H., Moon S. et al. Laser-carbonization – a powerful tool for micro-fabrication of patterned electronic Carbons. Advanced Materials, 35(38), 2211054 (2023). https://doi.org/10.1002/adma.202211054

8. Li G. Direct laser writing of graphene electrodes. Journal of Applied Physics, 127(1), 010901 (2020). https://doi.org/10.1063/1.5120056

9. Huang L., Su J., Song Y. et al. Laser-induced graphene: En route to smart sensing. Nano-micro letters, (12), 1–17. https://doi.org/10.1007/s40820-020-00496-0

10. Liu X., Zhang F., Zhang Q. et al. Laser-scribed graphene for sensors: preparation, modification, applications, and future prospects. Light: Advanced Manufacturing, 4(2), 143–167 (2023). https://doi.org/10.37188/lam.2023.011

11. Chatani S., Kloxin C. J., Bowman C. N. The power of light in polymer science: photochemical processes to manipulate polymer formation, structure, and properties. Polymer Chemistry, 5(7), 2187–2201 (2014). https://doi.org/10.1039/c3py01334k