激光退火技术制备石墨烯
作者:ROR体育首页 发布时间:2023-08-06 00:19
本文摘要:石墨烯是一种由碳做成的纳米材料,这种超薄材料不仅牢固,其出色的导电导热性质堪称更有了全世界科学家的目光。我们的智能手机都所含一块暗淡的AMOLED(主动矩阵有机闪烁二极体,ActiveMatrix/OrganicLightEmittingDiode)显示屏。这些显示屏中的每个单像素后面都隐蔽着最少两个硅晶体管,这种硅晶体管是基于激光退火技术大批量生产出有的。

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石墨烯是一种由碳做成的纳米材料,这种超薄材料不仅牢固,其出色的导电导热性质堪称更有了全世界科学家的目光。我们的智能手机都所含一块暗淡的AMOLED(主动矩阵有机闪烁二极体,ActiveMatrix/OrganicLightEmittingDiode)显示屏。这些显示屏中的每个单像素后面都隐蔽着最少两个硅晶体管,这种硅晶体管是基于激光退火技术大批量生产出有的。

利用传统方法制取这些材料一般来说必须1000℃的高温,而激光技术利用较低的温度之后可超过完全相同的效果,甚至可以在塑料(熔点高于300℃)基底上制取。有意思的是,某种程度的操作者工艺也可应用于在石墨烯材料的制取上。利用高分辨入射电子显微镜可仔细观察到,经过30纳秒的激光脉冲,碳化硅(siliconcarbide,SiC)基质之后不会融化分解成碳单层和硅单层。

如果产生更好的激光脉冲,碳单层不会构成石墨烯结构而硅则汽化分离出来。来自基础科学研究所(InstituteforBasicScience,IBS)多维碳材料研究中心(CenterforMultidimensionalCarbonMaterials)的KEONJaeLee教授研究团队,以及来自韩国科学技术院(KoreaAdvancedInstituteofScienceandTechnology,KAIST)的CHOISung-Yool课题组,找到了利用激光诱导固相分离单晶碳化硅(SiC)的石墨烯制备机理。在这项公开发表在《大自然·通讯》(NatureCommunications)的研究中,讲解了如何利用激光技术将混合组分(SiC)分离出来成超薄的碳和硅单质。

尽管准分子激光对基本材料(如硅)切换的影响机制在一些基础研究中获得了说明,但由于简单组分的互为移往过程及非同的处置时间,激光对于多组分简单体系(如SiC)的起到机制还很少被研究。科学家利用高分辨率显微镜图像和分子动力学仿真找到,经30纳秒氯化氙准分子激光器的单脉冲太阳光熔融SiC时,可构成SiC液相层,其中上层为具备石墨晶畴的无序碳层(大约2.5nm薄),下层为多晶硅层(大约5nm)。随着脉冲强度减少,可引发硅的升华分离出来,而无序碳层将改变为多层石墨烯。“这项研究指出,激光材料交互技术可沦为下一代二维纳米材料研究的强劲工具,”Keon教授说道。

Choi教授补足说道:“未来我们可利用激光诱导简单化合物相分离,并以此制备新型的二维材料。”IBS的Keon教授来自KAIST材料科学与工程学院,Choi教授来自KAIST电气工程与石墨烯研究中心。


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