초록 ▼

□ 연구개요
본 연구의 목표는 양자역학적인 계산방법을 동원하여 새로운 2차원 물질 및 서로 다른 2차원 물질로 구성된 이종 구조체의 기초적인 물성과 접합 계면에서 생기는 새로운 물리적 현상 및 특성을 미시적으로 이해하고 제어하고자 한다. 특히 2차원 물질 및 이종 구조체의 기본적인 전자구조, 전·자기적, 기계적 특성들을 체계적으로 조사하고,더 나아가 수송 특성 및 열전특성, 그리고 시간 의존형 밀도범함수 이론을 통하여 광학적, 동역학적 특성에 대한 연구도 수행하고자 한다. 새로운 2차원 물질 및 이종구조체의 개발로 향후 초고속

□ 연구개요
본 연구의 목표는 양자역학적인 계산방법을 동원하여 새로운 2차원 물질 및 서로 다른 2차원 물질로 구성된 이종 구조체의 기초적인 물성과 접합 계면에서 생기는 새로운 물리적 현상 및 특성을 미시적으로 이해하고 제어하고자 한다. 특히 2차원 물질 및 이종 구조체의 기본적인 전자구조, 전·자기적, 기계적 특성들을 체계적으로 조사하고,더 나아가 수송 특성 및 열전특성, 그리고 시간 의존형 밀도범함수 이론을 통하여 광학적, 동역학적 특성에 대한 연구도 수행하고자 한다. 새로운 2차원 물질 및 이종구조체의 개발로 향후 초고속/고효율 광·전자소자, 열전소자 및 투명 유연소자 등의 응용 연구에 단초를 제공할 것으로 기대한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
연도별로 연구 개발목표에 따라 수행한 연구의 내용 및 결과에 대해서 정리하였다.
○ 1차년도 연구 목표 및 결과
연구목표는 가능성 있는 이종 구조체 후보군인 새로운 2차원 물질을 탐색하고, 그 물질에 대한 물성 계산을 통해 연구 결과물을 학회에 발표하고, 논문으로 작성하여 해외 저명 학술지에 게재하는 것을 목표로 하였다. 목표에 부합되도록 이종 구조체 후보군 물질로 여러 새로운 2차원 물질에 대해 전자구조와 구조적 특성에 대해서조사하였다. 그 물질 후보군 중 새로운 2차원 반도체인 ZrNCl과 HfNCl의 안정성,수송특성, 열전 특성을 연구하여 학계에 보고 및 논문으로 작성하였다.
○ 2차년도 연구 목표 및 결과
2차년도에는 새로운 2차원 물질 및 서로 다른 2차원 물질로 구성된 이종구조체에 대한 물성 계산으로, 이를 통해 연구 결과물을 학회에 발표 및 논문작성을 목표로추진하였다. 하지만 1차년도와 마찬가지로 새로운 2차원 물질인 단층 ZnPSe₃라는 물질의 기본적인 특성 및 열전 특성에 관한 연구에 그쳤는데, 그 이유는 정확한 열전특성을 계산해 내기 위해서는 포논이 기여한 볼쯔만 수송식을 풀어 온도에 따른 격자열전도성을 알아야 하는데, 수많은 컴퓨팅 리소스와 연구진의 시행착오 끝에 계산할수 있게 되었다.
○ 3차년도 연구 목표 및 결과
마지막년도에는 본격적으로 제일원리 계산을 통한 이종 구조체에 대한 여러 가지물성에 대해 탐색하고 더 나아가 시간 의존형 밀도 범함수 이론을 통하여 광학적,동역학적 특성에 대한 연구를 목표로 정하였다. 연구결과로 실험그룹과 협업을 통한 새로운 이종 구조체 즉, 탈황된 Mo층 혹은 MoS층과 MoS₂층의 스태킹에 대한 연구 및 새로운 2차원 물질인 CdPSe₃ 대해 격자 열전도도 및 열전특성에 대해연구하였다. 마지막년도에서 TD-DFT를 이용한 이종 구조체의 동역학적, 광학적 특성에 대해 방법론에 대해서는 최적화를 하였지만, 본 연구과제 기간 동안 가시적인 성과를 내지는 못하였다.

□ 연구개발결과의 중요성
본 연구의 성과물은 2차원 물질 및 그로 구성된 이종 구조체의 물리적 성질을 사전적으로 예측하는데 이용할 수 있는 기초과학분야에 소중한 기초자료로써 적극활용될 전망이다. 뿐만 아니라 2차원 물질의 응용 측면에서 다양한 2차원 기반의 소자를 디자인 하는데 있어 본 연구의 성과물은 매우 중요한 기여를 할 것으로보인다. 또한 국가의 산업적인 측면에서, 이전의 실리콘 기반의 전자소자에서 미래의 전자소자를 주도할 2차원 물질의 원천 기술을 확보함으로써 차세대 고부가가치산업을 견인할 것으로 기대된다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 3
• 1) 연구개발 목표 ... 3
• 2) 연구개발 필요성 ... 3
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 4
• 1) 새로운 2차원 반도체 ZrNCl과, HfNCl의 안정성, 수송 및 열전 특성 연구 ... 4
• 2) 새로운 2차원 단층 ZnPSe3의 안정성, 수송 및 열전 특성 연구 ... 5
• 3) 탈황된 MoS2의 열적으로 구동된 동핵(homonuclear)-스태킹 상에 대한 연구 ... 6
• 4) 전도유망한 2차원 고온 열전물질 후보인 단층 CdPSe3에 대한 제일원리 계산 연구 ... 7
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 8
• 4. 참고문헌 ... 9
• 5. 연구성과 ... 9
• 1) 전문학술지 논문게재 성과정보 ... 9
• 2) 학술대회 논문발표 성과정보 ... 10
• 끝페이지 ... 10