초록 ▼

연구개요
본 연구의 목표는 이차원 반도체 물질인 전이금속 디칼코게나이드 중, 이황화 몰리브데늄(MoS₂)을 다중층으로 합성하고자 하였다. MoS₂ 합성 시 황(S, sulfur)과 반응하지 않는 텅스텐 화합물을 합성 미디엄으로 사용하여 다중층 이황화 몰리브데늄 (MoS₂)의 합성 플랫폼을 구현하고자 하였으며, 기 합성된 물질을 소자로 응용 가능한지의 여부 또한 타진하고자 하였다.

연구 목표대비 연구결과
연구의 목표를 연차 계획별로 요약하면 다음과 같다

연구개요
본 연구의 목표는 이차원 반도체 물질인 전이금속 디칼코게나이드 중, 이황화 몰리브데늄(MoS₂)을 다중층으로 합성하고자 하였다. MoS₂ 합성 시 황(S, sulfur)과 반응하지 않는 텅스텐 화합물을 합성 미디엄으로 사용하여 다중층 이황화 몰리브데늄 (MoS₂)의 합성 플랫폼을 구현하고자 하였으며, 기 합성된 물질을 소자로 응용 가능한지의 여부 또한 타진하고자 하였다.

연구 목표대비 연구결과
연구의 목표를 연차 계획별로 요약하면 다음과 같다.
⦁1차년도 계획과 진행사항
- 장비 구매 및 셋업: 두 개의 Heating zone을 갖춘 화학기상증착(chemical vapor deposition, CVD)장비의 셋업(장비 구매 및 가스 배관의 완료)
- 합성 원료의 선정: MoS₂ 합성 시 물질-기판간의 접촉력이 커야 이차원 물질의 합성이 잘 이루어지며, Na(sodium)을 포함하고 있는 물질이 접촉력을 높여주는 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 또한, Mo를 포함하고 있는 전구체(precursor)를 선정하고자 하였으며, 최종적으로 sodium molybdate를 선정하였다.
- 1차년도에는 건물의 배기 문제가 있어 스로틀 밸브를 달아 압력 문제를 해결하고자 하였다.
⦁2차년도 계획과 진행사항
- 2차년도에는 두장 이상의 멀티레이어 조건을 확립하는 것을 목표로 하였으며 계획한 바와 같이 본 연구로부터 두 장의 멀티레이어 조건을 확립하였고, 전계효과트랜지스터를 제작하여 그 성능을 테스트 한 결과, 기존의 본 연구자가 보고하였던 논문에서의 단일층 MoS₂의 전하이동도(~10 cm²V^-1s^-1)에 비해 높은 (20~50cm²V^-1s^-1)가량의 성능을 보였다.

연구발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
본 연구결과의 중요성은 아래와 같이 크게 두 가지로 나눌 수 있다.
- 본래 다중층 레이어의 합성에 널리 쓰이는 플랫폼은 순수한 Mo를 sputter 혹은 e-beam evaporator 등으로 증착하고 여기에 S를 공급하여 MoS₂로 치환하는 두께 (thickness)의 조절에 관한 실험만이 이루어지고 있다. 본 연구에서는 정확한 층수의 MoS₂의 합성을 목표로 하였기 때문에 층수에 따른 광학적, 전기적 특성의 연구에 활용이 가능할 것으로 사료된다.
- 전하 이동도와 같은 성질은 MoS₂의 두께와 밀접한 관련이 있으며, 이는 TMDs 뿐만 아니라 2차원 물질의 합성에서 아주 중요한 연구 분야로 평가되고 있다. MoS₂의 두께 조절을 정확하게 조절한 사례가 없으며, 본 연구를 통해 MoS₂ 두께를 조절할 수 있는 방법이 개발될 시, 국가적으로 기술을 점유할 수 있는 좋은 사례가 될 것이다.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 4
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 10
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 10
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 10
• 3) 목표 달성 수준 ... 11
• 4) 목표 미달 시 원인 분석(해당 시) ... 11
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 12
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 12
• 6. 참고문헌 ... 13
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 14
• 붙임2. 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 15
• 끝페이지 ... 16