Dans un article publié en Nano , un groupe de chercheurs de l'Université Sungkyunkwan, La Corée du Sud fournit un examen complet des matériaux bidimensionnels (2D) intégrés de manière hétérogène à partir d'une vaste bibliothèque de matériaux 2D atomiques avec des propriétés de matériaux sélectionnables pour ouvrir des possibilités fascinantes pour la conception de nouveaux dispositifs fonctionnels.

Depuis la découverte du graphène par Andre Geim et Konstantin Novoselov, matériaux 2D, par exemple., graphène, phosphore noir (BP), les dichalcogénures de métaux de transition (TMDC), et le nitrure de bore hexagonal (h-BN) ont attiré une grande attention en raison de leurs propriétés physiques étendues et de leur large éventail d'applications aux dispositifs électroniques et optoélectroniques. La recherche sur ces matériaux 2D a mûri au point où une vaste bibliothèque de matériaux 2D atomiquement minces avec des propriétés de matériaux sélectionnables a été créée et continue de croître.

En combinant ou en empilant ces matériaux 2D, il est possible de construire des hétérostructures 2-D, qui sont construits en empilant directement des monocouches individuelles comprenant différents matériaux. Chaque monocouche au sein d'une hétérostructure 2D est très stable, en raison de fortes liaisons covalentes entre les atomes au sein de cette monocouche. Cependant, les forces entre les monocouches qui maintiennent lesdites monocouches empilées les unes au-dessus des autres pour former l'hétérostructure 2-D se trouvent être des interactions de van der Waals relativement faibles. En raison de ce, chacune des monocouches conserve ses propriétés intrinsèques.

De plus, contrairement aux hétérostructures semi-conductrices conventionnelles où la sélection des matériaux des composants est limitée à ceux ayant des structures de réseau similaires, les exigences de désadaptation de réseau des hétérostructures empilées peuvent être assouplies en raison de la faiblesse des forces de van der Waal. Cela signifie que l'on peut combiner isolant, semi-conducteur, ou des matériaux métalliques 2-D pour former une seule hétérostructure 2-D malgré leurs différentes structures de réseau.

Lorsqu'une monocouche est empilée en combinaison avec d'autres monocouches constituées de matériaux différents, une variété de nouvelles hétérostructures avec des hétérojonctions 2D atomiquement minces peuvent être créées. Les hétérostructures fabriquées à partir d'une combinaison particulière de matériaux auront un certain ensemble de caractéristiques physiques en fonction des matériaux à partir desquels elles sont fabriquées. Les caractéristiques physiques inhabituelles des hétérostructures 2D les rendent adaptées à une utilisation dans une large gamme d'applications.

Dans cette revue, diverses hétérostructures 2-D sont discutées avec une explication des nouvelles propriétés électroniques et optoélectroniques, évolutions techniques avancées de synthèse, ainsi que de nouvelles applications fonctionnelles disponibles. Il permet de comprendre les tendances actuelles de la recherche sur les matériaux 2D, afin d'explorer les futures possibilités de recherche sur les nanomatériaux.