Den snabba tillväxten av forskning om 2D-material – material som grafen och andra som är en eller flera atomer tjocka – drivs av hoppet om att utveckla bättre presterande sensorer för hälsa och miljö, mer ekonomisk solenergi, och högre prestanda och mer energieffektiv elektronik än vad som är möjligt med nuvarande kiselelektronik.

Tekniska färdplaner, såsom International Technology Roadmap for Semiconductors (ITRS), publicerades första gången 1998, tjäna som guider för framtida framsteg inom ett visst område och tillhandahålla ett sätt för organisationer att planera för investeringar i ny teknik.

En inbjuden artikel i onlineupplagan för december av tidskriften 2D-material tillhandahåller en färdplan för syntes av tvådimensionella material av elektronisk kvalitet för framtida elektroniska och avkännande tillämpningar. Leds av Penn State, med bidrag från ytterligare fem universitet och nationella laboratorier, färdplanen tar upp de stora utmaningarna i 2D-material med användbara elektroniska eller fotoniska egenskaper, och utsikterna för amerikanska framsteg på området.

"Den här artikeln är en genomgång av var vi för närvarande befinner oss när det gäller syntesen av 2-D-material och våra tankar om de främsta forskningsprioriteringarna som måste åtgärdas för att uppnå elektroniskt 2-D-material, sa Joshua Robinson, docent i materialvetenskap och teknik, vars Ph.D. studenterna Natalie Briggs och Shruti Subramanian är medförfattare till rapporten med titeln "A Roadmap for Electronic Grade 2-Dimensional Materials, " publiceras online idag, 17 januari.

Författarna delade upp artikeln i fyra delar:Grand Challenges, vilka är teknikens drivkrafter, såsom internet of things; Syntes, de tekniker och teorier som krävs för att växa nära perfekta 2D-material; Materialteknik, som finjusterar egenskaperna hos 2-D och kompositmaterial; och slutligen, Syn, som är framtiden för elektroniska enheter när kiseltekniken når en oundviklig vägspärr.

"För att sätta ihop vår färdplan, vi nådde ut till experter inom olika delområden, såsom olika syntesmetoder, defektteknik och beräkningsteori, " sa Briggs om det tvååriga projektet. "Vi bad dem prata om de viktigaste grundläggande utmaningarna och de steg som krävs för att ta itu med dessa utmaningar inom deras expertområde."

Robinson lade till, "Detta är den första färdplanen fokuserad på 2D-syntes för elektroniska applikationer och det finns fortfarande många öppna frågor. Vi vill lyfta fram några av dessa ämnen."

En lista över de tjugo författarna och deras anknytningar finns online i artikeln med öppen tillgång i 2-D Materials.