異質集成二維材料的全面綜述

2020-11-29 科技報告與資訊

韓國成均館大學的一組研究人員在Nano上發表的論文中,對原子2-D材料庫的非均質集成二維(2-D)材料進行了全面綜述,這些材料具有可選擇的材料特性,對設計新型設備的新功能提供了非常大的可能性。

自從Andre Geim和Konstantin Novoselov發現石墨烯以來,二維材料,例如石墨烯,黑磷(BP),過渡金屬二硫化碳(TMDC)和六方氮化硼(h-BN)受到了廣泛的關注,這些材料都具有優秀的物理特性使其在電子和光電設備中具有廣泛應用。對這些2-D材料的研究已經成熟到可以創建具有可選材料特性的原子厚度的2-D材料的資料庫,並且該資料庫還在繼續增長。

通過組合或堆疊這些2-D材料,可以構造2-D異質結構,該結構是通過直接堆疊包含不同材料的單個單層而構建的。由於該單層原子之間的強共價鍵,二維異質結構中的每個單層都是高度穩定的。然而,保持所述單層彼此堆疊以形成2-D異質結構的單層之間的力恰好是相對較弱的範德華相互作用。因此,每個單層保留其固有特性。

而且,與常規的半導體異質結構中,部件材料的選擇僅限於具有相似晶格結構的方法不同,由於範德華力的弱點,可以放寬堆疊異質結構的晶格失配要求。這意味著儘管它們的晶格結構不同,但可以將絕緣的,半導體的或金屬的2D材料組合在一起以形成單個2D 異質結構。

當單層與其他由不同材料製成的單層組合在一起堆疊時,可以創建具有原子厚度的二維異質結構的各種新異質結構。由特定材料組合製成的異質結構將具有一組特定的物理特性,具體取決於它們是由哪種材料製成的。二維異質結構的不同尋常的物理特性使其適合於廣泛的應用。

在這篇綜述中,討論了各種二維異質結構,並解釋了新穎的電子和光電特性,先進的合成技術發展以及新的可用功能應用。它提供了對二維材料當前研究趨勢的了解,從而探索了納米材料研究的未來可能性。

研究論文標題為《Heterogeneous Integration of 2D Materials: Recent Advances in Fabrication and Functional Device Applications》。

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