초록 ▼

이 연구에서는 Monolayer MoSe2 에서의 exciton dynamics 연구, MoS₂ 의 valley polarization 및 valley coherence 연구, MX2 MOSFET 제작 및 valley 전기특성 연구, 화학적 도핑 및 열처리에 따른 광학적, 밸리 특성 변화 연구 및 2D MX₂에서의 비선형광학적 특성 연구를 진행하였다.
먼저 monolayer MoSe₂ 에서의 exciton dynamics 를 intensity-dependent photoluminescence, transient reflecti

이 연구에서는 Monolayer MoSe2 에서의 exciton dynamics 연구, MoS₂ 의 valley polarization 및 valley coherence 연구, MX2 MOSFET 제작 및 valley 전기특성 연구, 화학적 도핑 및 열처리에 따른 광학적, 밸리 특성 변화 연구 및 2D MX₂에서의 비선형광학적 특성 연구를 진행하였다.
먼저 monolayer MoSe₂ 에서의 exciton dynamics 를 intensity-dependent photoluminescence, transient reflection spectroscopy 방법을 이용하여 측정하여 intensity에서도 비선형적인 exciton-exciton annihilation 이 강하게 나타나며 대부분의 laser intensity에서 선형적인 exciton decay를 압도하는 것을 관측하였고 PL의 비선형적 특성의 원인을 규명하였다. 다음으로는 few-layer MoS2 의 valley polarization, valley coherence를 체계적으로 연구하여 Inversion symmetry가 깨져있는 Mono, tri-layer 와 inversion symmetry 가 보존되는 bilayer 의 밸리 특성 차이를 체계적으로 연구하였다. 화학적 도핑 및 열처리에 따른 광학적, 밸리 특성 변화 연구에서는 defect 와 impurity 가 monolayer MoS₂ 의 광학-valley 특성에 미치는 영향에 대하여 연구하여 chemical doping은 전기적 p-doping 효과가 n형 MoS₂에서 exciton의 lifetime 증가 및 발광효율 증가와 관련이 있음을 보였다. 하지만 vacuum annealing 의 경우 annealing 에 의해 형성된 defect 가 acceptor 역할을 함으로써 유사한 doping 효과에 의해 PL 이 증가하다고 해석되었으나 우리의 이것은 사실이 아님을 실험적으로 입증하였다. defect 및 impurity 의 disorder에 따라 valley-contrasting optical selection rule 이 깨짐에 따라 valley polarization 이 감소함을 실험적으로 확인하였다. 2D MX₂ 에서의 비선형광학적 특성 연구에서는 원편광된 fundamental beam으로부터 발생한 monolayer MoS2 에서의 SHG이 반대방향의 원편광을 보임을 처음으로 보고하였다. 마지막으로 SHG가 외부의 섭동, 즉 chemical doping 에 의한 dopant impurity에 의한 전기장 등을 민감하게 probe 함을 입증하였다. 마지막으로 전기장을 이용한 valley 자유도 제어 연구에서는 2D MX2의 FET를 제작하고 그 전기, 광학, 밸리 특성 및 대한 상호연관에 대한 연구를 진행하였다. 전기장을 이용한 valley 자유도 제어를 위한 연구는 현재 추가 진행 중이다.
(출처:요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 3
• Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 4
• 1. 연구과제의 개요 ... 4
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 4
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 4
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 6
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 6
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 6
• Ⅲ. 연구성과 ... 7
• 끝페이지 ... 10