Nya tvådimensionella system från tillväxt till tillämpningar

Forskningsprojekt, 2016 – 2021

Exakt kontroll över materialegenskaper ända ner på atomnivå är av yttersta vikt för framtidens tekniska utveckling. Ytan hos en högren enkristall av halvledarmaterialet kiselkarbid (SiC) ger en sådan möjlighet: Grafen, det tvådimensionella undermaterialet som består av ett enda lager av kolatomer, kan växas deterministiskt och i stor skala på SiC, med en sammanhängande kristallstruktur över hela ytan. Denna egenskap är unik för SiC och kan vidare nyttjas för att på ett kontrollerat vis växa även andra tvådimensionella material utöver grafen, till exempel tvådimensionella metaller, med extrema egenskaper och nya funktioner som kan leda till både vetenskapliga och teknologiska genombrott. Man kan arrangera enskilda atomlager ovanpå en speciellt preparerad kiselkarbidyta, eller skjuta in dem mellan grafen och SiC.

I detta projekt avser vi studera sådana system i sin helhet, från materialtillväxt och fundamentala egenskaper till komponenter. Vi fokuserar särskilt på studier av strategiskt intresse där dessa tvådimensionella system har stor potential att få starkt genomslag; (a) produktionsteknologi i industriell skala, (b) sensorer, (c) katalys, och (d) nanoelektronik.

För att säkerställa ett framgångsrikt projekt förenar vi ledande forskargrupper i Sverige som garanterar att utforskning av tillväxt samt fysiska och kemiska materialegenskaper är av högsta vetenskapliga kvalitét. I samarbete med industriella nyckelpartner siktar vi på att bana väg för en rad tillämpningar av dessa nya 2D-material.