Les téléphones intelligents ont des écrans AMOLED plats et brillants. Derrière chaque pixel de ces écrans se cachent au moins deux transistors au silicium qui ont été fabriqués en série à l'aide de technologies de recuit laser. Alors que les méthodes traditionnelles pour les fabriquer utilisent des températures supérieures à 1, 000°C, la technique laser atteint les mêmes résultats à basse température même sur des substrats plastiques (température de fusion inférieure à 300 °C). De façon intéressante, une procédure similaire peut être utilisée pour générer des cristaux de graphène. Le graphène est un nano-matériau solide et mince fait de carbone, ses propriétés conductrices d'électricité et de chaleur ont attiré l'attention des scientifiques du monde entier.

Le groupe de recherche du professeur KEON Jae Lee au Center for Multidimensional Carbon Materials (cmcm.ibs.re.kr/html/cmcm_en/) au sein de l'Institute for Basic Science (IBS) et l'équipe du professeur CHOI Sung-Yool au KAIST ont découvert la synthèse du graphène mécanisme utilisant la séparation de phase à l'état solide induite par laser de carbure de silicium monocristallin (SiC). Cette étude, disponible sur Nature Communications, explique comment cette technologie laser peut séparer un composé complexe (SiC) en ses éléments ultraminces de carbone et de silicium.

Bien que plusieurs études fondamentales aient compris l'effet des lasers excimères dans la transformation de matériaux élémentaires comme le silicium, l'interaction laser avec des composés plus complexes comme le SiC a rarement été étudiée en raison de la complexité de la transition de phase des composés et du temps de traitement ultra-court.

Avec des images de microscope à haute résolution et des simulations de dynamique moléculaire, les scientifiques ont découvert qu'une irradiation à impulsion unique d'un laser excimer au chlorure de xénon de 30 nanosecondes fait fondre le SiC, conduisant à la séparation d'une couche de SiC liquide, une couche de carbone désordonnée avec des domaines graphitiques (environ 2,5 nm d'épaisseur) sur la surface supérieure et une couche de silicium polycristallin (environ 5 nm) sous la couche de carbone. Donner des impulsions supplémentaires provoque la sublimation du silicium séparé, tandis que la couche de carbone désordonnée se transforme en un graphène multicouche.

"Cette recherche montre que la technologie d'interaction laser-matériau peut être un outil puissant pour la prochaine génération de nanomatériaux bidimensionnels, " a déclaré le professeur Keon. Le professeur Choi a ajouté :" En utilisant la séparation de phase induite par laser de composés complexes, de nouveaux types de matériaux bidimensionnels pourront être synthétisés à l'avenir." IBS Prof. Keon est affilié à la School of Materials Science and Engineering, KAIST et le professeur Choi avec l'École d'ingénierie électrique et le Centre de recherche sur le graphène, KAIST.