Smarta telefoner har blanka platta AMOLED -skärmar. Bakom varje pixel av dessa skärmar gömmer sig minst två kiseltransistorer som masstillverkades med laserglödgningsteknik. Medan de traditionella metoderna för att göra dem använder temperaturer över 1, 000 ° C, lasertekniken når samma resultat vid låga temperaturer även på plastunderlag (smälttemperatur under 300 ° C). Intressant, ett liknande förfarande kan användas för att generera kristaller av grafen. Grafen är ett starkt och tunt nanomaterial av kol, dess elektriska och värmeledande egenskaper har uppmärksammats av forskare över hela världen.

Prof. KEON Jae Lees forskargrupp vid Center for Multidimensional Carbon Materials (cmcm.ibs.re.kr/html/cmcm_en/) inom Institute for Basic Science (IBS) och Prof. CHOI Sung-Yools team på KAIST upptäckte grafensyntes mekanism med användning av laserinducerad solid-state fasseparation av enkristallkiselkarbid (SiC). Den här studien, tillgänglig på Nature Communications, förtydligar hur denna laserteknologi kan separera en komplex förening (SiC) i dess ultratunna element av kol och kisel.

Även om flera grundläggande studier förstod effekten av excimerlasrar vid transformering av elementära material som kisel, laserinteraktionen med mer komplexa föreningar som SiC har sällan studerats på grund av komplexiteten i sammansatt fasövergång och ultrakort bearbetningstid.

Med högupplösta mikroskopbilder och molekylära dynamiska simuleringar, forskare fann att en enpulsbestrålning av xenonklorid excimerlaser på 30 nanosekunder smälter SiC, vilket leder till separation av ett flytande SiC -skikt, ett stört kolskikt med grafitiska domäner (cirka 2,5 nm tjocka) på ovansidan och ett polykristallint kiselskikt (cirka 5 nm) under kolskiktet. Att ge ytterligare pulser orsakar sublimering av det separerade kislet, medan det oordnade kolskiktet omvandlas till en grafik med flera lager.

"Denna forskning visar att lasermaterialinteraktionstekniken kan vara ett kraftfullt verktyg för nästa generation av tvådimensionella nanomaterial, "sade prof. Keon. Prof. Choi tillade:" Med laserinducerad fasseparation av komplexa föreningar, nya typer av tvådimensionella material kan syntetiseras i framtiden. "IBS Prof. Keon är ansluten till School of Materials Science and Engineering, KAIST och Prof. Choi med högskolan för elektroteknik och grafenforskningscenter, KAIST.