그래핀의 대체 소재:
뛰어난 특성으로 잘 알려진 그래핀은 유사하거나 보완적인 특성을 제공할 수 있는 다른 2D 소재에 대한 연구에 박차를 가하고 있습니다. 그 중 육방정 질화 붕소(hBN)와 전이 금속 디칼코게나이드(TMDC)가 주목할 만한 대안으로 떠오르고 있습니다.
육방정 질화 붕소(hBN):
hBN은 그래핀과 구조가 비슷하지만 화학적 구성이 다른 2D 소재입니다. 육각형 격자로 배열된 붕소와 질소 원자로 구성되어 있습니다. hBN은 그래핀과 달리 전기 절연체이지만 열 전도체이기 때문에 전기 절연이 필요하지만 높은 열 관리가 필요한 애플리케이션에 이상적입니다. 전자 장치에서 그래핀을 지지하는 기판으로 자주 사용되어 그래핀 FET의 전류-전압 특성을 향상시킵니다. hBN과 그래핀의 통합은 나노전자 및 광전자 분야에서 디바이스 성능 향상으로 이어질 수 있습니다.전이 금속 디칼코게나이드(TMDC):
TMDC는 이황화몰리브덴(MoS2) 및 이황화텅스텐(WSe2) 같은 화합물을 포함하는 2D 재료 제품군입니다. 이러한 물질은 흑연과 유사한 층상 구조를 가지고 있지만 칼코겐 원자 사이에 전이 금속이 끼어 있습니다. TMDC는 반도체 특성을 가질 수 있어 트랜지스터, 광검출기 및 기타 전자 장치에 사용하기에 적합합니다. TMDC의 밴드갭을 조정할 수 있으므로 특정 전자 특성이 필요한 애플리케이션에 상당한 이점이 있습니다. 헤테로 구조에서 TMDC와 그래핀의 조합은 응답성이 뛰어난 광대역 전자 부품을 제작할 수 있는 가능성을 보여주었습니다.
직접 성장 및 하이브리드화:
비금속 기판에서 그래핀 및 기타 2D 소재를 직접 성장시키는 것은 전사 공정과 관련된 문제를 극복하기 위한 연구 분야입니다. 이러한 직접 성장을 촉진하기 위해 금속 보조 촉매 또는 플라즈마 강화 CVD와 같은 기술이 연구되고 있습니다. 그래핀을 hBN 및 TMDC와 같은 다른 2D 재료와 하이브리드화하는 것도 개별 재료의 특성을 향상시키기 위한 또 다른 접근 방식입니다. 이러한 혼성화는 층별 전사 또는 직접 성장을 통해 이루어질 수 있으며, 후자는 확장성과 오염 감소를 제공합니다.
산업화 및 향후 전망:
