2014年诺贝尔化学奖授予超分辨率荧光显微镜的发展。受这项工作的启发，上海理工大学(USST)光子芯片研究所(IPC)的科学家们开发了一种创新的激光划线途径，用于制造超细石墨烯图案。

这一发现打破了碳基光学光刻面向纳米世界的衍射极限屏障。最近，他们的工作题为“具有90纳米亚衍射特征尺寸的石墨烯图案的双光束超快激光划线”发表在《超快科学》杂志上。作者为陈曦教授和顾敏教授。

激光划线石墨烯(LSG)的图案化结构可以显着提高器件的性能。在传统的制造工艺中，单光束激光划线工艺驱动氧化石墨烯(GO)的光还原以形成LSG图案。由于衍射极限势垒的存在，所制备的LSG图谱的线宽是微观的，这表明在衍射极限势垒之外实现LSG图谱的特征面临着巨大的挑战。

最近，基于超分辨荧光显微镜，报道了一种双光束激光划线技术。甜甜圈形光束抑制由写入光束触发的光反应，因此可以产生线宽超过衍射极限屏障的树脂图案。

“我们的目标是通过双束途径制造超细石墨烯图案，”陈曦教授解释说。“然而，GO光还原的抑制途径尚未实现。关键任务是实现激光驱动的LSG氧化的瓶颈途径。

在超快科学论文中，揭示了具有高还原度的LSG的光氧化途径。在飞秒激光束划线下可以诱导从LSG到氧化激光划线石墨烯(OLSG)的化学变化。

基于氧化机理，同时控制甜甜圈形还原激光束和球形氧化532 nm光束进行LSG制造。球面光束将LSG转换为OLSG，将LSG线分成两个子衍射特征段。实现了最小LSG线宽为90 nm的LSG图案。

“石墨烯是碳电子学的基础材料。双光束激光划线程序为新一代微/纳米电路的制造提供了强大的策略，“顾敏教授说。