مواد بديلة للجرافين:
أدى الجرافين، المعروف بخصائصه الاستثنائية، إلى تحفيز البحث في مواد أخرى ثنائية الأبعاد يمكن أن تقدم خصائص مماثلة أو مكملة. ومن بين هذه المواد، يعتبر نيتريد البورون السداسي الأضلاع (hBN) وثنائي الكالكوجينات الفلزية الانتقالية (TMDCs) من البدائل البارزة.
نيتريد البورون السداسي الأضلاع (hBN):
hBN هي مادة ثنائية الأبعاد تشبه الجرافين من حيث التركيب ولكن بتركيبة كيميائية مختلفة. وتتكون من ذرات البورون والنيتروجين مرتبة في شبكة سداسية الشكل. وعلى عكس الجرافين، فإن hBN هو عازل كهربائي ولكنه موصل حراري، مما يجعله مثاليًا للتطبيقات التي تتطلب عزلًا كهربائيًا ولكن مع إدارة حرارية عالية. وغالبًا ما يُستخدم كركيزة لدعم الجرافين في الأجهزة الإلكترونية، مما يعزز خصائص الجهد الحالي للجرافين FETs. يمكن أن يؤدي دمج hBN مع الجرافين إلى تحسين أداء الأجهزة في الإلكترونيات النانوية والإلكترونيات الضوئية.ثنائي الكالكوجينات الفلزية الانتقالية (TMDCs):
ثنائيات الفلزات الانتقالية هي عائلة من المواد ثنائية الأبعاد التي تشمل مركبات مثل ثاني كبريتيد الموليبدينوم (MoS2) وثاني التنغستن ثنائي الكالسينيد (WSe2). هذه المواد لها بنية طبقية مشابهة للجرافيت ولكن مع وجود معادن انتقالية محصورة بين ذرات الكالكوجين. يمكن أن يكون لمواد TMDCs خصائص شبه موصلة، مما يجعلها مناسبة للاستخدام في الترانزستورات وأجهزة الكشف الضوئي والأجهزة الإلكترونية الأخرى. يمكن ضبط فجوة الحزمة في مركبات TMDCs، وهي ميزة مهمة للتطبيقات التي تتطلب خصائص إلكترونية محددة. وقد أظهر الجمع بين مركبات TMDCs مع الجرافين في البنى المتغايرة نتائج واعدة في تصنيع مكونات إلكترونية عالية الاستجابة وعريضة النطاق.
النمو المباشر والتهجين:
النمو المباشر للجرافين والمواد ثنائية الأبعاد الأخرى على ركائز غير معدنية هو مجال بحثي يهدف إلى التغلب على التحديات المرتبطة بعمليات النقل. ويجري استكشاف تقنيات مثل التحفيز بمساعدة المعادن أو الحفز بمساعدة البلازما أو الحفز الكيميائي المحسّن بالبلازما لتسهيل هذا النمو المباشر. ويُعد تهجين الجرافين مع مواد أخرى ثنائية الأبعاد، مثل hBN وTMDCs، نهجًا آخر لتعزيز خصائص المواد الفردية. ويمكن تحقيق هذا التهجين من خلال نقل طبقة تلو الأخرى أو النمو المباشر، حيث يوفر هذا الأخير قابلية التوسع وتقليل التلوث.
التصنيع والآفاق المستقبلية:
