En un artículo publicado en Nano , un grupo de investigadores de la Universidad de Sungkyunkwan, Corea del Sur proporciona una revisión completa de materiales bidimensionales (2-D) heterogéneamente integrados de una extensa biblioteca de materiales 2-D atómicos con propiedades de material seleccionables para abrir posibilidades fascinantes para el diseño de dispositivos funcionales novedosos.

Desde el descubrimiento del grafeno por Andre Geim y Konstantin Novoselov, Materiales 2-D, p.ej., grafeno fósforo negro (BP), dicalcogenuros de metales de transición (TMDC), y el nitruro de boro hexagonal (h-BN) han atraído una gran atención debido a sus amplias propiedades físicas y su amplia gama de aplicaciones en dispositivos electrónicos y optoelectrónicos. La investigación sobre estos materiales 2-D ha madurado hasta el punto en que se ha creado y sigue creciendo una amplia biblioteca de materiales 2-D atómicamente delgados con propiedades de material seleccionables.

Al combinar o apilar estos materiales 2-D, es posible construir heteroestructuras 2-D, que se construyen apilando directamente monocapas individuales de diferentes materiales. Cada monocapa dentro de una heteroestructura 2-D es altamente estable, debido a fuertes enlaces covalentes entre los átomos dentro de esa monocapa. Sin embargo, las fuerzas entre las monocapas que mantienen dichas monocapas apiladas una encima de la otra para formar la heteroestructura 2-D resultan ser interacciones de van der Waals relativamente débiles. Debido a esto, cada una de las monocapas conserva sus propiedades intrínsecas.

Es más, a diferencia de las heteroestructuras de semiconductores convencionales donde la selección del material de los componentes está restringida a aquellos con estructuras de celosía similares, los requisitos de desajuste de celosía de las heteroestructuras apiladas se pueden relajar debido a la debilidad de las fuerzas de van der Waal. Esto significa que se pueden combinar aislantes, semiconductor, o materiales 2-D metálicos para formar una única heteroestructura 2-D a pesar de sus diferentes estructuras de celosía.

Cuando una monocapa se apila en combinación con otras monocapas hechas de diferentes materiales, Se puede crear una variedad de nuevas heteroestructuras con heterouniones bidimensionales atómicamente delgadas. Las heteroestructuras hechas de una combinación particular de materiales tendrán un cierto conjunto de características físicas dependiendo de qué materiales estén hechas. Las características físicas inusuales de las heteroestructuras 2-D las hacen adecuadas para su uso en una amplia gama de aplicaciones.

En esta revisión, Se discuten varias heteroestructuras 2-D junto con una explicación de nuevas propiedades electrónicas y optoelectrónicas, desarrollos técnicos de síntesis avanzada, así como nuevas aplicaciones funcionales disponibles. Proporciona una comprensión de las tendencias de investigación actuales en materiales 2-D, con el fin de explorar las posibilidades futuras de la investigación de nanomateriales.