двумерныеПреза

1. Двумерные материалы: производство, свойства и применение графена

Революционный класс материалов, открывший новую эру в
материаловедении
Подготовил:
Студент группы М4О-212БВ-24
Солодовников Тимофей

2. Определение и классификация двумерных материалов

Кристаллические структуры толщиной в один или несколько атомных слоев с
сильными внутрислойными и слабыми межслойными взаимодействиями
• Графен
Одноатомный слой углерода, гексагональная решетка
• Нитрид бора
Диэлектрик, идеальный изолятор
• Дихалькогениды
Полупроводники переходных металлов

3. Графен - открытие

• Уникальные свойства
В 100 раз прочнее стали
Рекордная подвижность электронов
Высокая теплопроводность
Прозрачность в видимом спектре
Точки Дирака
Электроны ведут себя как безмассовые
релятивистские частицы, определяя
экстраординарные электронные
характеристики материала

4. Методы синтеза графена

• Механическое отслаивание
Высочайшее качество, малый объем, непригодно для производства
• Химическое осаждение (CVD)
Главный промышленный метод – большие однородные пленки для
электроники
• Восстановление оксида
Экономичный способ для композитов, но содержит значительное
количество дефектов

5. Семейство двумерных материалов

• Гексагональный нитрид бора
Идеальный диэлектрик и термостабильный изолятор для гетероструктур
• Дихалькогениды МО₂
Полупроводники с настраиваемой шириной запрещенной зоны в зависимости
от количества слоев
• Черный фосфор
Анизотропный полупроводник с применением в оптоэлектронике

6. Практические применения двумерных материалов

• Электроника
Высокоскоростные транзисторы, гибкая носимая электроника
• Композиты
Упрочнение материалов в авиации и автомобилестроении
• Энергетика
Суперконденсаторы, аккумуляторы нового поколения, солнечные
элементы
• Сенсоры
Высокочувствительные датчики благодаря чувствительности
поверхности

7. Перспективы развития

• Гетероструктуры
Создание «слоеных пирогов» из разных 2D-материалов с новыми
физическими эффектами на границах
• Совершенствование синтеза
Контроль дефектов и снижение стоимости производства для массового
внедрения
• AI и моделирование
Компьютерное предсказание новых материалов и их свойств до экспериментов

8. Заключение

Двумерные материалы – основа технологий будущего,
открывающие путь к созданию компактных, быстрых,
энергоэффективных и прочных устройств