La rapida crescita della ricerca sui materiali 2-D – materiali come il grafene e altri che hanno uno spessore di uno o pochi atomi – è alimentata dalla speranza di sviluppare sensori più performanti per la salute e l'ambiente, energia solare più economica, e un'elettronica più performante e più efficiente dal punto di vista energetico di quanto sia possibile con l'attuale elettronica al silicio.

Roadmap tecniche, come l'International Technology Roadmap for Semiconductors (ITRS), pubblicato per la prima volta nel 1998, servire da guida per i progressi futuri in un particolare campo e fornire un mezzo per le organizzazioni per pianificare gli investimenti in nuove tecnologie.

Un articolo su invito nell'edizione online di dicembre della rivista Materiali 2-D fornisce una tabella di marcia per la sintesi di materiali bidimensionali di grado elettronico per future applicazioni elettroniche e di rilevamento. Guidato da Penn State, con il contributo di altre cinque università e laboratori nazionali, la tabella di marcia affronta le grandi sfide nei materiali 2-D con utili proprietà elettroniche o fotoniche, e le prospettive per i progressi degli Stati Uniti nel campo.

"Questo articolo è una revisione di dove siamo attualmente per quanto riguarda la sintesi di materiali 2-D e i nostri pensieri sulle principali priorità di ricerca che devono essere affrontate per ottenere materiali 2-D di grado elettronico, " disse Joshua Robinson, professore associato di scienza e ingegneria dei materiali, il cui dottorato gli studenti Natalie Briggs e Shruti Subramanian sono co-autrici del rapporto intitolato "A Roadmap for Electronic Grade 2-Dimensional Materials, " pubblicato oggi online, 17 gennaio.

Gli autori hanno diviso il documento in quattro parti:Grandi Sfide, quali sono i driver tecnologici, come l'Internet delle cose; Sintesi, le tecniche e le teorie necessarie per avvicinarsi a materiali bidimensionali perfetti; Ingegneria dei materiali, che sta mettendo a punto le proprietà dei materiali 2-D e compositi; e infine, Veduta, che è il futuro dei dispositivi elettronici quando la tecnologia al silicio raggiunge un inevitabile ostacolo.

"Per mettere insieme la nostra tabella di marcia, abbiamo contattato esperti in vari sottocampi, come diversi approcci di sintesi, ingegneria dei difetti e teoria computazionale, " ha detto Briggs del progetto biennale. "Abbiamo chiesto loro di parlare delle principali sfide fondamentali e dei passi necessari per affrontare queste sfide nella loro area di competenza".

Robinson ha aggiunto, "Questa è la prima tabella di marcia incentrata sulla sintesi 2-D per applicazioni elettroniche e ci sono ancora molte domande aperte. Vogliamo portare alla luce alcuni di questi argomenti".

Un elenco dei venti autori e delle loro affiliazioni è disponibile online nell'articolo ad accesso libero in Materiali 2-D.