Los teléfonos inteligentes tienen pantallas AMOLED planas y brillantes. Detrás de cada píxel de estas pantallas se esconden al menos dos transistores de silicio que fueron fabricados en masa utilizando tecnologías de recocido láser. Mientras que los métodos tradicionales para hacerlos utilizan temperaturas superiores a 1, 000 ° C, la técnica láser alcanza los mismos resultados a bajas temperaturas incluso en sustratos plásticos (temperatura de fusión por debajo de 300 ° C). Curiosamente, Se puede utilizar un procedimiento similar para generar cristales de grafeno. El grafeno es un nanomaterial fuerte y delgado hecho de carbono, sus propiedades eléctricas y conductoras de calor han atraído la atención de científicos de todo el mundo.

El grupo de investigación del profesor KEON Jae Lee en el Centro de Materiales de Carbono Multidimensional (cmcm.ibs.re.kr/html/cmcm_en/) dentro del Instituto de Ciencias Básicas (IBS) y el equipo del profesor CHOI Sung-Yool en KAIST descubrieron la síntesis de grafeno mecanismo que utiliza la separación de fases en estado sólido inducida por láser de carburo de silicio monocristalino (SiC). Este estudio, disponible en Nature Communications, aclara cómo esta tecnología láser puede separar un compuesto complejo (SiC) en sus elementos ultrafinos de carbono y silicio.

Aunque varios estudios fundamentales entendieron el efecto de los láseres excimer en la transformación de materiales elementales como el silicio, La interacción del láser con compuestos más complejos como el SiC rara vez se ha estudiado debido a la complejidad de la transición de fase del compuesto y al tiempo de procesamiento ultracorto.

Con imágenes de microscopio de alta resolución y simulaciones dinámicas moleculares, Los científicos descubrieron que una irradiación de un solo pulso de láser excímero de cloruro de xenón de 30 nanosegundos derrite SiC, que conduce a la separación de una capa líquida de SiC, una capa de carbono desordenada con dominios grafíticos (aproximadamente 2,5 nm de espesor) en la superficie superior y una capa de silicio policristalino (aproximadamente 5 nm) debajo de la capa de carbono. Dar pulsos adicionales provoca la sublimación del silicio separado, mientras que la capa de carbono desordenada se transforma en un grafeno multicapa.

"Esta investigación muestra que la tecnología láser de interacción de materiales puede ser una herramienta poderosa para la próxima generación de nanomateriales bidimensionales, ", dijo el profesor Keon. El profesor Choi añadió:" Utilizando la separación de fases inducida por láser de compuestos complejos, se pueden sintetizar nuevos tipos de materiales bidimensionales en el futuro ". IBS Prof. Keon está afiliado a la Escuela de Ciencia e Ingeniería de Materiales, KAIST y el profesor Choi de la Escuela de Ingeniería Eléctrica y el Centro de Investigación del Grafeno, KAIST.