高分辨透射電子顯微鏡觀察表明，僅僅是在一個30納秒的激光脈沖后，碳化硅（SiC）襯底就融化并分離成了碳層和硅層。更多的脈沖導(dǎo)致碳層組織成石墨烯，而硅以氣體的形式離開。

我們所有的智能手機都有閃閃發(fā)光的AMOLED顯示屏。在這些顯示屏的每一個像素背后都隱藏著至少兩個用激光退火技術(shù)批量制造的硅晶體管。傳統(tǒng)的方法通常使用高于1000°C的溫度來制造它們，而激光技術(shù)可以在低溫下達(dá)到相同的結(jié)果，甚至是在塑料基板（熔化溫度低于300°C）上。有趣的是，類似的工藝也可以被用來產(chǎn)生石墨烯晶體。石墨烯是一種由碳制成的強而薄的納米材料，其導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性引起了世界各國科學(xué)家的關(guān)注。

基礎(chǔ)科學(xué)研究所（IBS）多維碳材料中心KEONJaeLee教授的研究小組和韓國先進科學(xué)技術(shù)研究院（KAIST）CHOISungYool教授的團隊發(fā)現(xiàn)了采用激光誘導(dǎo)固相分離單晶碳化硅（SiC）來合成石墨烯的機制。這篇發(fā)表在《自然通信》上的研究論文，闡述了這種激光技術(shù)是如何能將一種復(fù)雜的化合物（碳化硅）分離成碳和硅的超薄元件的。

雖然幾個基礎(chǔ)研究了解了準(zhǔn)分子激光在轉(zhuǎn)化元素材料如硅時的效應(yīng)，但是因為化合物相變的復(fù)雜性和超短的處理時間，激光與更復(fù)雜的化合物如碳化硅之間的相互作用還很少被研究。

通過高分辨率顯微圖像和分子動力學(xué)模擬，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，一個30納秒的氯化氙準(zhǔn)分子激光單脈沖輻照可以融化SiC，從而導(dǎo)致液體SiC層的分離，得到在上表面的一個無序的具有石墨域的碳層（約2.5納米厚）和一個在碳層下面的多晶硅層（約5納米）。施加額外的脈沖會導(dǎo)致分離的硅升華，而無序的碳層轉(zhuǎn)化成多層石墨烯。

“這項研究表明，激光與物質(zhì)相互作用的技術(shù)可以成為下一代二維納米材料的一個強大的工具，”Keon教授說。Choi教授補充說：“用激光誘導(dǎo)復(fù)雜化合物的相分離，將來可以合成新類型的二維材料。”IBS的Keon教授隸屬于KAIST的材料科學(xué)與工程學(xué)院，而Choi教授則隸屬于KAIST的電氣工程學(xué)院以及石墨烯研究中心。