Гетероструктуры и приборы на основе двумерных материалов и нитридов элементов III группы

Гетероструктуры на основе двумерных (2D) материалов (графена, MoS2, WSe2, MXene и др.) и нитридов элементов III группы (GaN, AlN и их соединений) привлекают особое внимание благодаря перспективам их применения в высокоэффективных широкополосных фотодетекторах, светоизлучающих диодах, солнечных элементах, мемристорах, датчиках водорода и других устройствах. Использование преимуществ этих двух классов материалов позволяет решить проблему снижения характеристик и надежности приборов, обусловленного подвижностью носителей заряда, контактным сопротивлением, рассогласованием кристаллических решеток, межфазными эффектами и другими факторами. Поэтому актуален обзор последних достижений в области гетероструктур на основе 2D-материалов и нитридов элементов III группы. В данной работе рассматриваются межфазные взаимодействия и их модуляция, механизмы роста и физика приборов таких гетероструктур. Сначала исследуются свойства гетероструктур на основе теоретических расчетов межфазных взаимодействий в гетеропереходах в сочетании с экспериментальными исследованиями; особое внимание уделяется влиянию интерфейсов на характеристики гетероматериалов. Структурные модификации на интерфейсе, включая выравнивание зон, положения краев зон и синергетические работы выхода, обусловливают выдающиеся свойства этих гетероструктур. Далее подробно рассматривается рост гетероструктур на основе 2D-материалов и нитридов элементов III группы. Особое внимание уделяется проблемам, решаемым с помощью современных стратегий синтеза, и соответствующим механизмам формирования. Затем обобщаются применения таких гетероструктур в оптоэлектронике, электронике, фотокатализе, сенсорах и смежных областях. Наконец, обсуждаются перспективы гетероструктур на основе 2D-материалов и нитридов элементов III группы, что должно способствовать их дальнейшему развитию.