Omfattende gennemgang af heterogent integrerede 2-D materialer

I et papir udgivet i Nano , en gruppe forskere fra Sungkyunkwan University, Sydkorea giver en omfattende gennemgang af heterogent integrerede todimensionelle (2-D) materialer fra et omfattende bibliotek af atomare 2-D materialer med valgbare materialeegenskaber for at åbne fascinerende muligheder for design af funktionelle nye enheder.

Siden opdagelsen af ​​grafen af ​​Andre Geim og Konstantin Novoselov, 2D materialer, f.eks., grafen, sort fosfor (BP), overgangsmetal dichalcogenider (TMDC'er), og hexagonal bornitrid (h-BN) har tiltrukket sig stor opmærksomhed på grund af deres brede fysiske egenskaber og brede vifte af anvendelser til elektroniske og optoelektroniske enheder. Forskningen i disse 2-D-materialer er modnet til det punkt, hvor et omfattende bibliotek af atomisk tynde 2-D-materialer med valgbare materialeegenskaber er blevet skabt og fortsætter med at vokse.

Ved at kombinere eller stable disse 2-D materialer, det er muligt at konstruere 2-D heterostrukturer, som er bygget ved direkte stabling af individuelle enkeltlag bestående af forskellige materialer. Hvert monolag i en 2-D heterostruktur er meget stabilt, på grund af stærke kovalente bindinger mellem atomerne i det monolag. Imidlertid, kræfterne mellem monolagene, der holder monolagene stablet over hinanden for at danne 2-D-heterostrukturen, er tilfældigvis relativt svage van der Waals-interaktioner. På grund af dette, hvert af monolagene bevarer sine iboende egenskaber.

I øvrigt, i modsætning til konventionelle halvlederheterostrukturer, hvor komponentmaterialevalg er begrænset til dem med lignende gitterstrukturer, gittermismatchkravene for stablede heterostrukturer kan lempes på grund af svagheden af ​​van der Waals kræfter. Det betyder, at man kan kombinere isolering, halvledende, eller metalliske 2-D materialer for at danne en enkelt 2-D heterostruktur på trods af deres forskellige gitterstrukturer.

Når et monolag stables i kombination med andre monolag lavet af forskellige materialer, en række nye heterostrukturer med atomtynde 2-D heterojunctions kan oprettes. Heterostrukturer lavet af en bestemt kombination af materialer vil have et bestemt sæt fysiske egenskaber afhængigt af hvilke materialer de er lavet af. De usædvanlige fysiske egenskaber ved 2-D heterostrukturer gør dem velegnede til brug i en bred vifte af applikationer.

I denne anmeldelse, forskellige 2-D heterostrukturer diskuteres sammen med en forklaring på nye elektroniske og optoelektroniske egenskaber, avanceret syntese teknisk udvikling, samt nye funktionelle applikationer tilgængelige. Det giver en forståelse af de aktuelle forskningstendenser inden for 2-D materialer, for at udforske fremtidige muligheder for forskning i nanomateriale.