초록 ▼

연구의 목적 및 내용
본 연구는 복합 디락 고체 (Hybrid Dirac Solid) 의 IR 분광 실험을 수행하여 기존의 단일 디락물질 에서 볼 수 없었던 새로운 양자 상태 (quantum state of matter) 들을 실험으로 탐구한다. 우리는 (1) 고밀도로 도핑된 그래핀을 구현하여 전기 저항을 획기적으로 나추는 기술적 성과와 더불어 그래핀의 상전이 현상과 새로운 양자 상태를 관측하기 위하여 필요한 조건들을 구현한다, (2) 새로운 양자 상태를 구현하기 위하여 전자 산란이 최소화된 고이동도 그래핀이 요구되는 만큼,

연구의 목적 및 내용
본 연구는 복합 디락 고체 (Hybrid Dirac Solid) 의 IR 분광 실험을 수행하여 기존의 단일 디락물질 에서 볼 수 없었던 새로운 양자 상태 (quantum state of matter) 들을 실험으로 탐구한다. 우리는 (1) 고밀도로 도핑된 그래핀을 구현하여 전기 저항을 획기적으로 나추는 기술적 성과와 더불어 그래핀의 상전이 현상과 새로운 양자 상태를 관측하기 위하여 필요한 조건들을 구현한다, (2) 새로운 양자 상태를 구현하기 위하여 전자 산란이 최소화된 고이동도 그래핀이 요구되는 만큼, 그래핀의 전자 산란 채널과 크기를 정확하게 측정하여 전자 산란 메커니즘을 밝히고 이동도 향상의 구체적 발법을 제시한다.

연구결과
(1) 대면적 그래핀에서 양성자 조사를 통하여 안정되고 영구적인 고농도의 전하 도핑을 성취하는 방법을 개발하고 그 물성을 분석하였으며 (수송측정, IR 측정) 또한 도핑 메커니즘을 제시하였다.
(2) 게이팅된 대면적 그래핀의 드루드 흡수 특성을 측정하여 이로부터 그래핀의 여러 가지 전자 산란 채널들의 크기를 측정하고 그로부터 산란 메커니즘에 댜한 종합적인 지도를 구성하였으며 대면적 그래핀에서 구현될 수 있는 궁극적인 최고 전하 이동도를 구체적 수치로 제시하였다.
(3)수소 흡착된 그래핀에서 일어나는 전자구조 변화를 광학 분광 측정으로 연구하였다.이차원 고체에서 전자 국소화가 발현되는 과정을 분광학적 증거로부터 규명하였다.
(4) 양자상태 구현을 위하여 고이동도의 그래핀이 요구되며 이를 구현하기 위하여 hBN 기판위에 그래핀을 전사하고 hBN 기판이 전하 산란에 끼치는 영향을 적외선 분광 측정으로부터 규명하였다.

연구결과의 활용계획
고밀도 도핑된 그래핀을 구현함으로써 대면적 그래핀의 저항을 획기적으로 낮추어서 기존의 단점을 극복함으로써 전기소자 응용에 기여하고 또 고농도의 안정된 그래핀 상태를 획득함으로써 그래핀의 상전이와 같은 물리 현상을 탐색하는 연구에 크게 활용될 수 있다. 또 전자 산란 메커니즘을 종합적으로 밝히고 궁극적인 전하 이동도의 수치를 제시함으로써 그래핀 기반 전자소자 개발에 중요한 기반을 마련하였다.

( 출처 : 한글요약문 5p )

Abstract ▼

Purpose&contents
We perform IR spectroscopy on the hybrid Dirac soilds to investigate new quantum states of matter. For this end,(1)we will realize high – doped large scale graphene with low resistance, providing platform to observe new quantum state and also possible phase transition(2)Graphene

Purpose&contents
We perform IR spectroscopy on the hybrid Dirac soilds to investigate new quantum states of matter. For this end,(1)we will realize high – doped large scale graphene with low resistance, providing platform to observe new quantum state and also possible phase transition(2)Graphene with minimized scattering and thus high mobility is indispensible for observation of new quantum state: we measure the scattering channel of carrier in graphene and reveal the comprehensive understanding on the scattering mechanism

Result
(1) Using the proton irradiation on graphene we achieved robust and stable high-doped graphene. We studied its properties using the transport and IR measurements, and proposed the doping mechanism.
(2)We measured Drude absorption of gated graphene, and identified the relevant scattering channels and measured the sterngths of them. We also proposed the ultimate carrier mobility that one could achieve on the large scale graphene.
(3) We measured the optical property of hydrogenated graphene, revealling the changes of electronic structure induced by the hydrogenation.
(4)High mobility graphene is indispensible for realization of the new quantum state in graphene. For this end, we transferred graphene on hBN substrate, measured the effect of hBNon the carrier mobility of graphene.

Expected Contribution
We greatly reduced the electrical resistance of graphene in the high-doped state of graphene, which can contribute to the application as high-performance electrical device. which can also be used to investigate the new quantum state of matter in graphene. Also the complete scattering mechanism of graphene will provide a solid basis for high speed electrical devices.

( 출처 : SUMMARY 6p )

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 3
• 연구계획 요약문 ... 4
• 연구결과 요약문 ... 5
• 한글요약문 ... 5
• SUMMARY ... 6
• 연구내용 및 결과 ... 7
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 7
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 7
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 8
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 12
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 12
• 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 12
• 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 12
• 8. 참고문헌 ... 13
• 9. 연구성과 ... 13
• 10. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 22
• 11. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 22
• 12. 기타사항 ... 22
• 별첨1 대 표 연 구 실 적 ... 23
• 별첨2 세부 목표 관련 증빙 ... 36
• 끝페이지 ... 36