为什么激光可以制造纳米材料

 直径小于 100 纳米的颗粒材料（通常又称纳米材料），它在光学、热学、电学、磁学、声学、化学等各方面的特性，都明显优于块状材料， 利用这种材料可以制造出比块状材料性能更为优异的元件。比如，用纳米材料制成的磁记录器，记录信息密度可以提高 10 倍；用纳米材料制成的催化剂，催化效率可以提高 100 倍。制备纳米材料的方法有很多种，常用的有液相沉淀法、加热蒸发法等。后来，使用激光技术发展起来的制造技术生产出来的纳米材料质量最好，是最有发展前途的一种制造技术。在用激光技术制备材料的过程中，常会涉及到加热或者化学反应过程，由于激光的单色性好，亮度高，如果有选择地选出属于物质原子（分子）吸收系数最大的光波长照射它们，就能有效地加热物质，加热升温的速率很高，可以达到 106～108℃／s；而移走激光束后，物质温度下降速率又会很高，可达 105～106℃／s。快速升温和快速冷却生长纳米材料的条件，用其他制造方法是不可能有的。当前利用激光做光源发展起来的纳米材料制造技术主要有：激光加热蒸发淀积法、激光气相法和光子解离法。激光加热蒸发淀积法是利用高功率激光束照射在真空室内的固体材料，它吸收了激光能量之后迅速升高温度，蒸发出原子蒸气。这蒸气急剧冷却后便凝固成纳米颗粒。颗粒直径尺寸可以通过改变往真空室充入隋性气体气压，或改变对靶材料加热的温度来控制。用这个方法可生产出高熔点的 SiO2、MgO、Al2O3 等纳米材料。激光气相生长法是利用激光与气相材料相互作用，使它发生分解反应，反应生成的原子聚集成核、长大而成纳米材料。的颗粒尺寸比较小，一般是 1 纳米左右。激光光子解离法和前面的激光气相法的做法相类似，主要区别是前者利用激光能量使气体分子发生热离解，这里是利用光子的能量打断分子键，使它发生离解。