De snelle groei van het onderzoek naar 2D-materialen - materialen zoals grafeen en andere die een enkele of enkele atomen dik zijn - wordt gevoed door de hoop om beter presterende sensoren voor gezondheid en milieu te ontwikkelen, zuiniger zonne-energie, en beter presterende en energiezuinigere elektronica dan mogelijk is met de huidige siliciumelektronica.

Technische stappenplannen, zoals de International Technology Roadmap for Semiconductors (ITRS), voor het eerst gepubliceerd in 1998, dienen als gids voor toekomstige vorderingen op een bepaald gebied en bieden organisaties een middel om investeringen in nieuwe technologie te plannen.

Een uitgenodigd artikel in de online editie van december van het tijdschrift 2D-materialen biedt een routekaart voor de synthese van tweedimensionale materialen van elektronische kwaliteit voor toekomstige elektronische en sensortoepassingen. Onder leiding van Penn State, met bijdragen van vijf extra universiteiten en nationale laboratoria, de roadmap gaat in op de grote uitdagingen in 2D-materialen met nuttige elektronische of fotonische eigenschappen, en de vooruitzichten voor de Amerikaanse vooruitgang in het veld.

"Dit artikel is een overzicht van waar we momenteel zijn met betrekking tot de synthese van 2D-materialen en onze gedachten over de belangrijkste onderzoeksprioriteiten die moeten worden aangepakt om 2D-materialen van elektronische kwaliteit te bereiken, " zei Jozua Robinson, universitair hoofddocent materiaalkunde en techniek, wiens Ph.D. studenten Natalie Briggs en Shruti Subramanian zijn co-hoofdauteurs van het rapport getiteld "A Roadmap for Electronic Grade 2-Dimensional Materials, " vandaag online gepubliceerd, 17 jan.

De auteurs verdeelden de paper in vier delen:Grand Challenges, wat zijn de technologische drijfveren, zoals het internet der dingen; Synthese, de technieken en theorieën die nodig zijn om dicht bij perfecte 2D-materialen te groeien; Materiaalkunde, dat is het verfijnen van de eigenschappen van 2D- en composietmaterialen; en tenslotte, Vooruitzichten, dat is de toekomst van elektronische apparaten wanneer siliciumtechnologie een onvermijdelijke wegversperring bereikt.

"Om onze roadmap samen te stellen, we bereikten experts op verschillende deelgebieden, zoals verschillende synthesebenaderingen, defect engineering en computationele theorie, " zei Briggs over het tweejarige project. "We vroegen hen om te praten over de belangrijkste fundamentele uitdagingen en de stappen die nodig zijn om deze uitdagingen in hun expertisegebied aan te pakken."

Robinson heeft toegevoegd, "Dit is de eerste roadmap gericht op 2D-synthese voor elektronische toepassingen en er zijn nog veel open vragen. We willen een aantal van die onderwerpen aan het licht brengen."

Een lijst van de twintig auteurs en hun affiliaties is online te vinden in het open access artikel in 2-D Materials.