Smartphones hebben glanzende platte AMOLED-schermen. Achter elke afzonderlijke pixel van deze schermen verbergen ten minste twee siliciumtransistors die in massa werden vervaardigd met behulp van lasergloeitechnologieën. Terwijl de traditionele methoden om ze te maken temperaturen boven de 1 gebruiken, 000 °C, de lasertechniek bereikt dezelfde resultaten bij lage temperaturen, zelfs op kunststofsubstraten (smelttemperatuur onder 300 °C). interessant, een vergelijkbare procedure kan worden gebruikt om kristallen van grafeen te genereren. Grafeen is een sterk en dun nanomateriaal gemaakt van koolstof, zijn elektrische en warmtegeleidende eigenschappen hebben wereldwijd de aandacht getrokken van wetenschappers.

De onderzoeksgroep van prof. KEON Jae Lee bij het Center for Multidimensional Carbon Materials (cmcm.ibs.re.kr/html/cmcm_en/) binnen het Institute for Basic Science (IBS) en het team van prof. CHOI Sung-Yool bij KAIST ontdekten grafeensynthese mechanisme met behulp van laser-geïnduceerde vastestoffasescheiding van monokristallijn siliciumcarbide (SiC). Deze studie, beschikbaar op Nature Communications, verduidelijkt hoe deze lasertechnologie een complexe verbinding (SiC) kan scheiden in zijn ultradunne elementen van koolstof en silicium.

Hoewel verschillende fundamentele onderzoeken het effect van excimeerlasers op het transformeren van elementaire materialen zoals silicium, begrepen, de laserinteractie met complexere verbindingen zoals SiC is zelden bestudeerd vanwege de complexiteit van de faseovergang van de verbinding en de ultrakorte verwerkingstijd.

Met microscoopbeelden met hoge resolutie en moleculaire dynamische simulaties, wetenschappers ontdekten dat een bestraling met een enkele puls van een xenonchloride-excimeerlaser van 30 nanoseconden SiC doet smelten, wat leidt tot de scheiding van een vloeibare SiC-laag, een ongeordende koolstoflaag met grafietdomeinen (ongeveer 2,5 nm dik) op het bovenoppervlak en een polykristallijne siliciumlaag (ongeveer 5 nm) onder de koolstoflaag. Het geven van extra pulsen veroorzaakt de sublimatie van het gescheiden silicium, terwijl de ongeordende koolstoflaag wordt omgezet in een meerlagig grafeen.

"Dit onderzoek toont aan dat de interactietechnologie van lasermateriaal een krachtig hulpmiddel kan zijn voor de volgende generatie tweedimensionale nanomaterialen, " zei Prof. Keon. Prof. Choi voegde toe:"Met behulp van laser-geïnduceerde fasescheiding van complexe verbindingen, nieuwe soorten tweedimensionale materialen kunnen in de toekomst worden gesynthetiseerd." IBS Prof. Keon is verbonden aan de School of Materials Science and Engineering, KAIST en Prof. Choi met de School of Electrical Engineering and Graphene Research Center, KAIST.