引言

石墨烯，作為一種具有戰(zhàn)略意義的新材料，因其性能優(yōu)異，已備受業(yè)界和科學(xué)界的關(guān)注。然而，石墨烯的制造工藝，是其能夠大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵。所以，今天帶大家一起看看韓國(guó)科學(xué)家是如何使用「激光誘導(dǎo)相分離」的方法制備石墨烯材料的。

激光技術(shù)應(yīng)用于AMOLED顯示屏制造

目前，幾乎所有的智能手機(jī)都具有閃亮的平面主動(dòng)矩陣有機(jī)發(fā)光二極體（AMOLED）顯示屏。然而在這些顯示器的背后，每個(gè)單像素都隱藏著至少兩個(gè)硅晶體管。這些硅晶體管的大規(guī)模生產(chǎn)使用了「激光退火」技術(shù)。傳統(tǒng)的制備方法，要求高于1,000°C的高溫。然而，激光技術(shù)可以在塑料基底（熔解溫度低于300°C）上，較低的溫度條件下，達(dá)到同樣的效果。

類似方法同樣適用于石墨烯制備

有趣的是，一種類似的流程可以用于生產(chǎn)石墨烯晶體。正如之前文中談及的，石墨烯是由碳原子組成的納米材料，它具有「最輕薄」、「強(qiáng)度最大」、「導(dǎo)電導(dǎo)熱性能最強(qiáng)」特性，引起了科學(xué)家和產(chǎn)業(yè)界的廣泛注意。

KEONJaeLee教授的研究小組，位于基礎(chǔ)科學(xué)研究所的多維碳材料中心。他們和韓國(guó)科學(xué)技術(shù)院（KAIST）教授CHOISung-Yool一起，「使用激光誘導(dǎo)單晶碳化硅（SiC）的固態(tài)相位分離」。這項(xiàng)研究發(fā)表在《自然通信》雜志上，闡明了激光技術(shù)可以分離復(fù)雜化合物（SiC），使之成為超薄的碳原子和硅原子。

雖然，之前有幾項(xiàng)基礎(chǔ)研究已經(jīng)表明，“受激準(zhǔn)分子激光器”在轉(zhuǎn)化基礎(chǔ)材料例如硅方面所取得的效果。但是，激光與更復(fù)雜的化合物例如（SiC）交互，目前研究還相對(duì)較少，這是因?yàn)樵摶衔铩赶嘧兊膹?fù)雜性和超短的處理時(shí)間」。

相分離過程的分子動(dòng)力學(xué)模擬

(圖片來源于：韓國(guó)基礎(chǔ)科學(xué)研究所)

通過高分辨率顯微鏡圖像和分子動(dòng)力學(xué)模擬，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)「氯化氙準(zhǔn)分子激光器」單脈沖照射30納秒，可以溶解SiC。經(jīng)過分解后，原來的化合物分為「液態(tài)SiC層」，以及表面的「無序碳層」（2.5納米厚），碳層下面是「多晶硅層」（約5納米）。施加更多的脈沖，會(huì)使得「分離后的硅發(fā)生升華，而無序的碳層轉(zhuǎn)化為多層石墨烯」。

這項(xiàng)研究的意義如何？

Keon.Prof.Choi教授補(bǔ)充解釋道：

“這項(xiàng)研究表明，「激光和材料的交互技術(shù)」有望成為新一代二維納米材料制造的強(qiáng)有力工具。未來，對(duì)于復(fù)雜化合物使用激光誘導(dǎo)相分離技術(shù)，有助于合成更多新型二維材料?！?br/>