利用激光诱导相分离来制备石墨烯:亚博APP手机版

发布者: 发布时间:2021-07-03
本文摘要:高分辨入射电子显微镜仔细观察指出,意味着是在一个30纳秒的激光脉冲后,碳化硅(SiC)衬底就融化并分离出来出了碳层和硅层。

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高分辨入射电子显微镜仔细观察指出,意味着是在一个30纳秒的激光脉冲后,碳化硅(SiC)衬底就融化并分离出来出了碳层和硅层。更好的脉冲造成碳层的组织成石墨烯,而硅以气体的形式离开了。

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  我们所有的智能手机都有闪闪发光的AMOLED显示屏。在这些显示屏的每一个像素背后都隐蔽着最少两个用激光退火技术批量生产的硅晶体管。传统的方法一般来说用于低于1000C的温度来生产它们,而激光技术可以在低温下超过完全相同的结果,甚至是在塑料基板(熔融温度高于300C)上。有意思的是,类似于的工艺也可以被用来产生石墨烯晶体。

石墨烯是一种由碳做成的强劲而厚的纳米材料,其导电性和导热性引发了世界各国科学家的注目。  基础科学研究所(IBS)多维碳材料中心KEONJaeLee教授的研究小组和韩国先进设备科学技术研究院(KAIST)CHOISungYool教授的团队找到了使用激光诱导固相分离单晶碳化硅(SiC)来制备石墨烯的机制。这篇公开发表在《大自然通信》上的研究论文,阐释了这种激光技术是如何能将一种简单的化合物(碳化硅)分离出来成碳和硅的超薄元件的。

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  虽然几个基础研究理解了准分子激光在转化成元素材料如硅时的效应,但是因为化合物热力学的复杂性和非同的处置时间,激光与更加简单的化合物如碳化硅之间的相互作用还很少被研究。  通过高分辨率显微镜图像和分子动力学仿真,科学家找到,一个30纳秒的氯化氙准分子激光单脉冲电离辐射可以融化SiC,从而造成液体SiC层的分离出来,获得在上表面的一个无序的具备石墨域的碳层(大约2.5纳米薄)和一个在碳层下面的多晶硅层(大约5纳米)。产生额外的脉冲不会造成分离出来的硅升华,而无序的碳层转化成多层石墨烯。

  这项研究指出,激光与物质相互作用的技术可以沦为下一代二维纳米材料的一个强劲的工具,Keon教授说道。Choi教授补足说道:用激光诱导简单化合物的相分离,将来可以制备新的类型的二维材料。IBS的Keon教授隶属于KAIST的材料科学与工程学院,而Choi教授则隶属于KAIST的电气工程学院以及石墨烯研究中心。


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