그래핀이 출시된 이래 원자급 두께를 가진 2차원 재료 가족 (예를 들어 과도금속 황화물, 흑린, 육방질화붕소 등) 은 전기학, 광학, 열학, 역학적 성질 때문에 전 세계 연구 붐을 일으켰다.그러나 이러한 재료의 고품질, 대면적, 통제 가능한 준비를 어떻게 실현할 것인가는 기초 연구에서 실제 응용으로 나아가는 데 직면한 핵심 도전과 최전방 분야이다.

현재 2차원 재료의 제조는 주로"상향식"과"하향식"의 두 가지 기술 노선을 따르고 있으며, 각각 특징과 응용 장면이 있다:

1. 상향식: 기계박리와 액상박리

1. 기계 박리: 테이프를 사용하여 블록체 결정체에서 반복적으로 박리하면 본 징후의 품질이 높은 2차원 재료 얇은 조각을 얻을 수 있지만, 크기가 작고 생산량이 매우 낮으며, 주로 기초 물성 연구에 사용된다.

2. 액상박리: 블록체 재료를 특정 용제에서 초음파 또는 절단력을 통해 층으로 분산하면 비교적 큰 생산량을 실현할 수 있으며 복합재료, 펄프 제조에 적용되지만 얻은 편층의 두께가 고르지 않고 결함이 비교적 많다.

2. 아래로부터의 상법: 화학기상침적

이것은 대면적, 고품질 2차원 재료 제조를 실현하는 가장 유망한 경로이다.고온 라이닝 (예: 동박, 사파이어) 에서 메탄, 금속 유기원과 같은 전구체 가스의 화학 반응을 통해 원자가 라이닝 표면에서'제자리'로 핵이 되고 2차원 박막으로 성장하는 원리다.

CVD 기술의 장점은 웨이퍼급 단결정 또는 고품질 다결정 박막을 제조할 수 있어 기존 반도체 공정과 직접 호환할 수 있어 미래 전자부품 구축의 토대를 마련했다.첨단 CVD 기술은 플라즈마 보조를 통해 성장 온도를 효과적으로 낮추고 라이닝 선택 범위를 넓힐 수 있다.

뚜렷한 진전에도 불구하고 2차원 재료의 통제 가능한 준비는 여전히 많은 도전에 직면해 있다.

1. 대면적의 단결정제조: 어떻게 비단결정라이닝에서 큰 사이즈, 무결정계의 단결정박막의 성장을 실현할것인가 하는것은 관건적인 난제이다.

2. 층수 정밀 제어: 특정 층수 (특히 단층) 의 균일, 통제 가능한 성장을 실현하는 것은 여전히 연구 이슈이다.

3. 무손실 이전 기술: 생장하는 2차원 재료를 목표 기능성 라이닝에 고품질로 이전하고 손상이나 오염을 도입하지 않는 것은 부품 제조의 병목이다.

4. 신소재의 개발과 규모화: MoS를 초월한 새로운 2차원 재료를 탐색하고 확장 가능한 제조 방법을 발전시킨다.

2차원 재료 제조 기술은 그 신기한 물성과 실제 응용을 연결하는 교량이다.현재 이 분야는 초기 탐색에서 정밀한 통제로, 실험실의 작은 샘플에서 산업화의 대규모 생산으로 나아가고 있다.매번 제조기술의 돌파는 차세대전자, 광전자, 유연성부품 등 분야에서의 2차원재료의 응용에 새로운 대문을 열어줄것이다.