Проф. Исследовательская группа КЕОН Чжэ Ли из Центра многомерных углеродных материалов Института фундаментальных наук (IBS) и проф.
Команда CHOI Sung-Yool из KAIST обнаружила механизм синтеза графена с использованием лазерно-индуцированного твердотельного фазового разделения монокристаллического карбида кремния (SiC). Это исследование, доступное на сайте Nature Communications, разъясняет, как с помощью этой лазерной технологии можно разделить сложное соединение (SiC) на ультратонкие элементы из углерода и кремния.
Хотя в нескольких фундаментальных исследованиях было выяснено влияние эксимерных лазеров на преобразование элементарных материалов, таких как кремний, взаимодействие лазера с более сложными соединениями, такими как SiC, редко изучалось из-за сложности составного фазового перехода и сверхкороткого времени обработки.
С помощью микроскопических изображений с высоким разрешением и молекулярно-динамического моделирования ученые обнаружили, что одноимпульсное облучение эксимерного лазера на хлориде ксенона в течение 30 наносекунд плавит SiC, что приводит к разделению жидкого слоя SiC, неупорядоченного углеродного слоя с графитовыми доменами (около 2.Толщиной 5 нм) на верхней поверхности и слой поликристаллического кремния (около 5 нм) под слоем углерода. Подача дополнительных импульсов вызывает сублимацию отделенного кремния, а неупорядоченный углеродный слой превращается в многослойный графен.
«Это исследование показывает, что лазерная технология взаимодействия материалов может стать мощным инструментом для следующего поколения двумерных наноматериалов», — сказал профессор. Кеон.
Проф. Чой добавил: «Используя лазерно-индуцированное разделение фаз сложных соединений, в будущем можно будет синтезировать новые типы двумерных материалов."IBS Prof.
Кеон является членом Школы материаловедения и инженерии KAIST и проф. Чой из Школы электротехники и Центра исследования графена, KAIST.