2D - Materialien, Halbleiter

2D-Materialien, manchmal auch als Einschichtmaterialien bezeichnet, sind kristalline Materialien, die aus einer einzigen Schicht von Atomen bestehen. Diese Materialien werden unter anderem in der Photovoltaik, in Halbleitern, Elektroden und in der Wasseraufbereitung eingesetzt.

2D-Materialien können im Allgemeinen entweder als 2D-Allotrope verschiedener Elemente oder als Verbindungen (bestehend aus zwei oder mehr kovalent gebundenen Elementen) kategorisiert werden. Die elementaren 2D-Materialien tragen im Allgemeinen das Suffix -ene in ihrem Namen, während die Verbindungen die Suffixe -ane oder -ide haben. Schichtkombinationen aus verschiedenen 2D-Materialien werden im Allgemeinen als van-der-Waals-Heterostrukturen bezeichnet.

Die effiziente Integration von 2D-Funktionsschichten in dreidimensionale (3D) Systeme stellt nach wie vor eine große Herausforderung dar, die die Leistung der Bauelemente und das Schaltungsdesign einschränkt.

Etwa 700 2D-Materialien wurden als stabil vorhergesagt, obwohl viele noch synthetisiert werden müssen. Der Weltmarkt für 2D-Materialien dürfte bis 2025 ein Volumen von $390 Millionen US-Dollar erreichen, vor allem für Graphen in den Bereichen Halbleiter, Elektronik, Batterieenergie und Verbundwerkstoffe.