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2차원 반도체 소재 결함 없앴다…단결정 대면적 합성법 개발

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2차원 반도체 소재 결함 없앴다…단결정 대면적 합성법 개발

2021.03.18 13:46
IBS "고품질 2차원 반도체의 첨단소자 분야 응용 기대"

IBS "고품질 2차원 반도체의 첨단소자 분야 응용 기대"

 

단결정 2차원 반도체 합성 모식도 및 실제 실험 결과
 
[IBS 제공. 재판매 및 DB 금지]

 2차원 반도체 소재를 이루는 결정들 사이의 경계 결함을 없앨 수 있는 기술이 국내에서 개발됐다.

 

기초과학연구원(IBS)은 나노구조물리연구단 이영희 단장(성균관대 교수)과 김기강 연구위원(성균관대 부교수), 최수호 박사후연구원이 김수민 숙명여대 교수, 한영규 동국대 교수와 함께 2차원 반도체 소재를 단결정으로 대면적 합성하는 방법을 개발했다고 18일 밝혔다.

 

단결정 합성은 소재를 이루는 수많은 결정 사이에 존재해 소재 특성을 저하하는 경계 결함을 방지할 수 있는 기술이다.

 

단결정을 만들기 위해서는 원자 수준의 결정들을 한 방향으로 정렬시켜야 한다.

 

연구진은 나노미터(㎚·10억분의 1m)급 두께의 2차원 반도체 소재 전이금속 칼코겐 화합물(TMD)이 톱니 모양 표면의 금 기판 위에서 단결정 합성하는 사실을 발견했다.

 

이어 TMD 결정 방향이 금 기판 톱니 표면과 나란할 때 가장 안정된 에너지를 가지는 것을 실험적으로 확인했다.

 

연구진은 이황화몰리브덴, 이황화텅스텐, 이셀레늄화텅스텐 등 단일 소재는 물론 2가지 이상 소재를 접합한 이종접합구조나 화합물도 단결정 박막 합성이 가능함을 보여줬다.

 

이영희 연구단장은 "단결정 합성의 핵심 원리를 규명함으로써 2차원 소재 상용화의 초석을 놓았다"며 "고품질 2차원 반도체의 첨단소자 분야 응용이 기대된다"고 말했다.

 

이번 연구 성과는 재료 분야 권위지인 '어드밴스드 머티리얼즈'(Advanced Materials)에 지난 10일 자로 소개됐다.

 

 

연합뉴스

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