激光书写是一种快速高效的制备高表面积石墨烯的技术，而激光诱导石墨烯(LIG)已广泛应用于物理和化学器件领域。
近日，西湖大学文燎勇课题组对LIG领域的进展作了全面的总结，他们首先介绍了LIG的形成机制，以便读者可以深入了解石墨烯在激光诱导下的形成过程。然后，作者们围绕物理和化学器件详细介绍了基于LIG的多样化应用（如图1所示），总结了包括柔性电子和能量收集组件的LIG物理器件的应用及其优势，以及包括化学传感器、超级电容器、电池和电催化的LIG化学器件，并提供了详细的解释。最后，作者们对这一研究领域的未来发展和挑战提出了展望。
图1. LIG的代表性化学应用以及代表性物理应用
石墨烯是一种重要的材料，具有高电子迁移率、柔性、比表面积、机械强度和生物相容性。石墨烯及其衍生物作为一种多功能材料，在许多领域都很有前途，特别是在生物传感器中，这主要是由于石墨烯的6元碳环阵列结构。这种结构使其能够通过π–π键连接到具有苯环的分子上，这可以进一步连接富含氨基的适体或抗体作为有效的生物传感器。到目前为止，石墨烯的常见合成方法包括机械剥离、化学还原和化学气相沉积（CVD）。然而，机械剥离只能产生小块石墨烯，而大面积石墨烯可以通过CVD在所需的Cu或Ni衬底上制造，效率显著提高。然而，CVD工艺需要特殊的衬底和高温工艺，这限制了其大规模应用。
2014年，Tour 发现了一种新的石墨烯合成方法，称为激光诱导石墨烯（LIG）。简单地说，使用高功率CO2激光器雕刻聚酰亚胺（PI），然后对PI的表面部分进行碳化，其中石墨烯占很大比例。合成的LIG具有高表面积（≈340 m2/g）、高热稳定性（>900℃）和优异的导电性（5–25 S/cm）。由于原料便宜、制备速度快，LIG非常适合大规模生产。其他基材如木材、酚醛树脂和衣服也被发现具有类似的特性，尽管PI是使用最广泛的基材。LIG具有丰富的多尺度多孔结构，具有较高的电荷存储容量和液相电化学活性，可降低石墨烯在许多领域的应用门槛。因此，LIG作为石墨烯的一种重要类型，已显示出实际应用的潜力。
在过去的几年中，一些综述对LIG及其复合材料的制备和应用进行了全面的总结和展望，包括物理传感器和储能领域。由于制造工艺简单、性能多面，基于LIG的装置在许多领域都表现出了明显优于其他基于石墨烯的装置的优势，其应用仍在扩大。然而，关于这方面的相关综述仍然缺乏。最近发表了许多基于LIG器件的独特而有趣的研究，如纳米发电机和电化学生物传感器。因此，更新这一重要进展是非常必要的，因为它可能为考虑当前的挑战和可能的未来方向提供线索。
文章信息：
L Q Zhang, Z Q Zhou, X S Hu, L Y Wen. The recent progress of laser-induced graphene based device applications[J]. J. Semicond, 2023, 44(3): 031701.
doi: 10.1088/1674-4926/44/3/031701
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