2次元（2D）材料として知られる原子型の材料シートは、さまざまな分野でのユニークな特性と潜在的な用途のために大きな関心を集めています。ただし、これらの材料の成長と特性を制御することは、困難な作業でした。
現在、マンチェスター大学の研究者は、特別に設計された円錐形の基質で2D材料を栽培するための新しい方法を実証しています。これにより、材料の欠陥の形成と特性を正確に制御できます。
Kostya Novoselov教授が率いるチームは、化学蒸気堆積（CVD）技術を使用して、二酸化ケイ素で作られた円錐形の基板上で六角形の窒化ホウ素（H-BN）を栽培しました。成長条件を慎重に制御することにより、彼らはコーン上のH-BNの均一で立体的なカバレッジを達成することができ、欠陥の密度と分布を備えていました。
研究者は、コーン型の基質が、三角穴や六角形の穴などの特定のタイプの欠陥の形成を促進し、他のタイプの欠陥の形成を抑制することを発見しました。欠陥形成に対するこの制御は、特定のアプリケーションの2D材料の特性を最適化するために重要です。
2D材料の欠陥を制御する能力は、いくつかの理由で重要です。欠陥は、材料の電気的、光学的、機械的特性に影響を与える可能性があり、さらに欠陥のための核生成部位としても機能します。欠陥の密度と分布を制御することにより、研究者は特定の用途向けに2D材料の特性を調整できます。
たとえば、H-BNの場合、欠陥を制御することは、電子デバイスでの使用に不可欠な絶縁特性を改善するために重要です。欠陥の密度を減らすことにより、研究者は円錐形の基質で成長したH-BNの絶縁特性を大幅に強化することができました。
マンチェスターの研究者によって開発された新しい方法は、2D材料の成長と特性を制御するための強力なツールを提供し、高度な電子、光電子、および機械装置の開発のための新しい可能性を開くことができます。
