2DMaterialSchichten
2DMaterialSchichten sind kristalline Materialien, deren Struktur sich über eine oder wenige atomare Schichten erstreckt. Die einzelnen Schichten weisen starke kovalente Bindungen in der Ebene auf, während die Bindung zwischen den Schichten überwiegend van der Waals-Charakter hat. Diese Struktur ermöglicht eine einfache Abscheidung oder mechanische Exfoliation zu Monolagen und die gezielte Stapelung zu sogenannten Van-der-Waals-Heterostrukturen. 2D-Materialien zeigen häufig Eigenschaften, die sich deutlich von ihren dreidimensionalen Referenzstrukturen unterscheiden, darunter hohe mechanische Festigkeit, ausgeprägte Oberflächenreinheit und einzigartige elektronische oder optische Merkmale.
Zu den bekanntesten Vertretern gehören Graphen, Übergangsmetall-Dialkogenide wie MoS2 und WS2 sowie hexagonalisches Boron-Nitrid (h-BN). Weitere
Herstellungsmethoden umfassen mechanische Exfoliation, bei der dünne Schichten aus Bulk-Kristallen abgezogen werden, sowie chemische Abscheidung (CVD)
Anwendungsfelder umfassen Nanoelektronik, Optoelektronik, Photodetektoren, flexible Elektronik sowie Katalyse (etwa für die Wasserstoffentwicklung auf MoS2) und
Herausforderungen umfassen Skalierbarkeit, Gleichmäßigkeit der Monolagen, Defektkontrolle, Umweltstabilität und die Integration in bestehende Halbleiterprozesse.