[논문]화학기상증착법을 통해 합성된 그래핀 및 MoSe2를 이용한 반데르발스 수직이종접합 전계효과 트랜지스터

최선연; 고은비; 권성균; 김민희; 김설아; 이가은; 최민철; 김현호

doi:10.17702/jai.2023.24.3.100

화학기상증착법을 통해 합성된 그래핀 및 MoSe2를 이용한 반데르발스 수직이종접합 전계효과 트랜지스터
Field-effect Transistors Based on a Van der Waals Vertical Heterostructure Using CVD-grown Graphene and MoSe2 원문보기

접착 및 계면 = Journal of adhesion and interface, v.24 no.3, 2023년, pp.100 - 104

최선연 (금오공과대학교 신소재공학부) , 고은비 (금오공과대학교 신소재공학부) , 권성균 (금오공과대학교 신소재공학부) , 김민희 (금오공과대학교 신소재공학부) , 김설아 (금오공과대학교 신소재공학부) , 이가은 (금오공과대학교 신소재공학부) , 최민철 (금오공과대학교 신소재공학부) , 김현호 (금오공과대학교 신소재공학부)

초록
AI-Helper

본 Van der Waals heterostructure 기반의 트랜지스터의 경우 표면에 불포화 결함(dangling bond) 없이 Van der Waals 힘으로만 결합되어 있어 우수한 전자특성을 보이기 때문에 최근 많이 연구되고 있다. 하지만, 트랜지스터에 사용되는 2차원 물질들은 대부분 스카치테이프(mechanical exfoliation) 방법을 기반으로 하는 기초 연구에 머물러 있다. 그렇기 때문에 이를 발전시키기 위해 반데르발스 수직이종접합 전계효과 트랜지스터를 제작하는 데 사용되는 모든 소재를 CVD (chemical vapor deposition)에서 성장된 소재를 사용하였다. 전극으로는 CVD로 성장된 그래핀을 포토리소그래피 공정을 통해 패터닝하여 사용하였으며, CVD로 성장된 MoSe₂를 픽업/전사하는 방식으로, 둘 사이의 반데르발스 이종접합 전계효과 트랜지스터를 제작하였다. 본 연구에서는 이를 통해 제작된 소자의 특성을 보았으며 MoSe₂의 결함 유무에 따라 트랜지스터의 특성에 변화가 있음을 확인하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

Van der Waals heterostructures have garnered significant attention in recent research due to their excellent electronic characteristics arising from the absence of dangling bonds and the exclusive reliance on Van der Waals forces for interlayer coupling. However, most studies have been confined to fundamental research employing the Scotch tape (mechanical exfoliation) method. We fabricated Van der Waals vertical heterojunction transistors to advance this field using materials exclusively grown via chemical vapor deposition (CVD). CVDgrown graphene was patterned through photolithography to serve as electrodes, while CVD-grown MoSe2 was employed as the pickup/transfer material, resulting in the realization of Van der Waals heterojunction transistors with interlayer charge transfer effects. The electrical characteristics of the fabricated devices were thoroughly examined. Additionally, we observed variations in the transistor's performance based on the presence of defects in MoSe2 layer.

주제어

표/그림 (6)

그림 Figure 1. (a) Schematic illustration of chemical vapor deposition for graphene growth and (b) MoSe₂ growth.
그림 Figure 2. (a) Schematic illustration of the transfer process of CVD-grown graphene on Cu foil and (b) the MoSe₂-based FETs.
그림 Figure 3. (a) Raman spectrum of CVD grown graphene. (b) Raman spectra and (c) PL spectra of CVD grown MoSe₂.
그림 Figure 4. (a) OM images of graphene patterned on Cu foil at exposure times of 9 and 12 seconds. (b) OM images of graphene patterned with our mask.
그림 Figure 5. (a) Schematic illustration of fabrication process of MoSe₂-based FETs. (b) An OM image of the pre-patterned CVD-graphene, MoSe₂ and the fabricated device.
그림 Figure 6. Transfer curve and output curve of the (a) pristine and (b) defective MoSe2-based FETs devices.

참고문헌 (13)

K. S. Novoselov, A. K. Geim, S. V. Morozov, D.？Jiang, Y. Zhang, S. V. Dubonos, I. V. Grigorieva,？and A. A. Firsov, Science, 306, 666-669 (2004).

상세보기
J. Cai, P. Ruffieux, R. Jaafar, M. Bieri, T. Braun, S.？Blankenburg, M. Muoth, A. P. Seitsonen, M. Saleh,？X. Feng, K. Mullen, and R. Fasel, Nature, 466,？470-473 (2010).

상세보기
Y. Zhang, T.-T. Tang, C. Girit, Z. Hao, M. C.？Martin, A. Zettl, M. F. Crommie, Y. R. Shen, and F.？Wang, Nature, 459, 820-823 (2009).

상세보기
A. Sp lendiani, L. Sun, Y. Zhang, T. Li, J. Kim, C.？Y. Chim, G. Galli, and F. Wang, Nano Lett., 10,？1271-1275 (2010).

상세보기
K. F. Mak, C. Lee, J. Hone, J. Shan, and T. F.？Heinz, Phys. Rev. Lett., 105, 136805 (2010).
H. H. Kim, J. Adhes. Interface, 21, 107-112 (2020).
H. H. Kim, Y. Chung, E. Lee, S. K. Lee, and K.？Cho, Adv. Mater., 26, 3213-3217 (2014).
H. H. Kim, S. K. Lee, S. G. Lee, E. Lee, K. Cho,？Adv. Funct. Mater., 26, 2070-2077 (2016).
H. H. Kim, B. Kang, J. W. Suk, N. Li, K. S. Kim,？R. S. Ruoff, W. H. Lee, and K. Cho, ACS Nano 9,？4726-4733

상세보기
S. W. Kim, S. Y. Choi, H. H. Kim, and S. H. Lim,？J. Adhes. Interface, 24, 36-40 (2023).
P. Tonndorf, R. Schmidt, P. Bottger, X. Zhang, J.？Borner, A. Liebig, M. Albrecht, C. Kloc, O. Gordan,？D. R. T. Zahn, S. Michaelis de Vasconcellos, and R.？Bratschitsch, Opt. Express 21, 4908-4916 (2013).

상세보기
M. Mahjouri-Samani, L. Liang, A. Oyedele, Y.-S.？Kim, M. Tian, N. Cross, K. Wang, M.-W. Lin, A.？Boulesbaa, C. M. Rouleau, A. A. Puretzky, K. Xiao,？M. Yoon, G. Eres, G. Duscher, B. G. Sumpter, and？D. B. Geohegan, Nano Lett., 16, 5213-5220 (2016).

상세보기
C. Jung, S. M. Kim, H. Moon, G. Han, J. Kwon, Y.？K. Hong, I. Omkaram, Y. Yoon, S. Kim, and J. Park,？Sci. Rep., 5, 15313 (2015).？

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증