[논문]2차원 소재 응용을 위한 원자층 증착 기술

권우혁; 김현구; 이한보람

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세라미스트 = Ceramist, v.20 no.3, 2017년, pp.26 - 37

권우혁 (인천대학교 신소재공학과) , 김현구 (인천대학교 신소재공학과) , 이한보람 (인천대학교 신소재공학과)

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문제 정의

후)본기고를">본 기고를 통해 ALD기본 성장 메커니즘과 표면 특성에 따른 성장 특성 변화와 그로 인한 2차원 소재위에서의 한계를 소개하고, 그 한계를 극복하기 위해 많은 연구자들이 어떠한 노력을 기울였는지를 간략하게 리뷰하였다. 현재까지도 2차원 물질은 많은 연구자들에게 매우 흥미로운 부분이 많이 후)본기고에서는">본 기고에서는 ALD법의 기본적 특성과 2차원 물질 위에서 ALD를 이용한 물질 형성의 기본 메커니즘을 알아보고, 현재까지 이루어진 다양한 2차원 물질 위에서 ALD에 대한 연구를 정리한다.
서론에서도 언급한 것과 같이 2차원 물질 위에 ALD를 사용하려는 목적은 대부분 2차원 물질의 전기적 특성을 측정하려고 하거나 최종적인 소자를 제작하려고 함이다. 이를 위해서는 ALD로 형성되는 물질은 2차원
제안 방법
- 후)유지해야">유지해야 한다.⁸⁾ 그러나 상기 논문은 온도를 이보다 낮춰 완전한 ALD성장이 일어나지는 않지만, 무작위 핵생성이 일어나도록 만들었고, 이를 통해 연속적인 ALD박막을 형성시켰다.
- 후)금속산화물과">금속 산화물과 활발하게 상호작용을 할 수 있는 Al이나 Ti을 주로 사용하였다. Fig. 10에 나와 있는 것과 같이 그래핀 표면 위에 바로 증발법으로 Al를 1.5 nm와 Ti를 0.6 nm를 증착하고 자연적인 산화를 거친 뒤, ALD로 Al₂O₃를 증착하여 소자를 제작하였다.²⁹⁾ TEM에서 보는 것과 같이, Al과 Ti는 그래핀 위에 증착되어 산화되었고, Al₂O₃는 핵생성 유발층 위에 균일하게 형성되었다.
- 후)여러 번">여러번 사용되었다. HOPG기판 위에 ALD Al₂O₃를 증착하게 되면 HOPG 기판 위에 균일하고 연속적인 박막이 증착되기보다는, Fig. 4와 같이 특정한 라인을 따라서 Al₂O₃가 선택적으로 증착되는 현상을 관찰하였다. 이러한 현상은 Al₂O₃ 뿐만 아니라 다른 ALD물질(HfO₂, TiO₂, Pt 등)에서도 나타났다.
- 후)노출된">노출 된 2차원 물질은 열화될 가능성이 높다. 따라서 PVD방법으로 매우 얇은 금속 물질을 무작위로 2차원 물질 위에 형성시키고, 그것을 핵생성 유도층으로 이용하여 뒤이은 ALD 박막을 연속적으로 형성시키는 방법을 사용하였다.
대상 데이터
- ³⁵⁾ 다시 말해 sp₂ hybridization으로 결합되어 화학적 활성도가 낮은 그래핀의 표면을 화학적 활성도가 높은 표면으로 PTCA코팅을 통해 바꿀 수 있다. Al₂O₃ ALD를 위해 사용된 TMA가 PTCA가 코팅된 그래핀 표면 위에 손쉽게 화학적으로 흡착하여 연속적인 Al₂O₃박막을 형성하였다. 이를 발전시켜 비슷한 구조의 다른 유기분자인 PTCDA(Perylene-3,4,9,10 -tetracarboxylic dianhydride)를 사용하여 그래핀을 기능화하여 ALD Al₂O₃나 ALD HfO₂를 균일하게 증착한 연구도 많이 후)이동하는 데">이동하는데 많은 어려움이 있다. 그러므로, 그래핀과 같은 표면 특성을 가지고 있지만 상대적으로 다루기 쉬운 흑연을 ALD 성장 연구의 기판으로 많이 사용하였다.
- 흑연 중에 각 층의 그래핀이 잘 정렬된 highly ordered pyrolytic graphite(HOPG)를 기판으로 널리 사용하였다. 전기적 특성으로 구분할 때 그래핀은 전도체(conductor)였기 때문에 그래핀을 이용한 소자 제작을 위해서는 부도체(insulator) 및 유전체(dielectric)를 그래핀 위에 형성하여야만 한다.
이론/모형
- 후)추가층을">추가층을 형성하기 위해서 사용하는 방법은 ALD방법과 같이 표면의 화학적 특성에 따른 선택적 반응성을 보이는 방법이 아니고, 무작위로 형성될 수 있는 PVD법이 사용되었다. 결국은 2차원

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	미세공정의 중요 공정에는 어떠한 것들이 있는가?	미세공정은 크게 보면 일반적으로 증착(deposition), 포토리소그래피(photo-lithography), 식각(etching)의 세개의 중요 공정으로 이루어져 있다. 이 중 증착 공정은 물리적 기상 증착법(physical vapor deposition; PVD) 이나 화학적 기상 증착법(chemical vapor deposition; CVD)을 주로 사용한다.
	2차원 물질의 특징은 무엇인가?	그래핀(graphene)의 발견으로부터 시작된 2차원 물질 군으로의 분류는 현재 그것의 전기적 특성에 따라 전도체, 반도체, 부도체로 나누고 있다.1-3) 그 명칭에서 알 수 있는 것처럼 2차원 물질은 높이 방향은 제한되고, 평면 방향으로만 넓게 펼쳐져 있는 2차원의 모양을 하고 있는 것을 특징으로 한다. 높이 방향으로 제한된 두께는 수원자 층 두께를 가지며, 이러한 형태와 구조 때문에 다양한 물리적, 화학적 특성을 보인다.
	2차원 물질의 층이 쉽게 분리되는 이유는?	2차원 물질 뿐만 아니라 층상 구조 소재(layered materials) 등 다양한 명칭으로 불리우고 있다. 실제로 2차원 형태를 갖는 이유가 평면 방향으로는 강한 공유결합으로 이루어져 있는 반면, 층 간의 결합력은 반데르발스 힘(van der Waals force)로 상대적으로 약하기 때문에 2차원 층들이 쉽게 분리되기 때문이다.1-3) 널리 알려진 예로, 연필심에 사용되는 흑연은 대표적인 층상 구조로서 평면 방향으로는 탄소 원자들이 강한 공유결합으로 연결되어 있지만, 층 간의 약한 결합력 때문에 손쉽게 분리되어 부드럽게 글씨가 써지는 용도로 사용되고 있다

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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