초록 ▼

본 연구진은 p_타입의 페르미 준위가 n-타입의 페르미 준위보다 높은 특수한 밴드 나열 상황의 p-n 이종접합 구조를 간접 엑시톤 형성을 위한 새로운 플렛폼으로 모색하였다. 이러한 경우 이종재료 접합 시 한쪽 계면에는 전자가 축적되는 반면 맡은 편 계면에는 홀이 축적될 수 있다. 즉, 전자와 홀이 계면에 지극히 가깝게 위치하게 되지만, 두 전자-홀 사이의 에너지 장벽에 의하여 전자와 홀이 공간적으로 분리되어 전자-홀 재결합이 제한될 수 있는 새로운 조건이다. 이런 조건을 기반으로 엑시톤 형성에 유리한 밴드 나열 조건, 소자를 구성하

본 연구진은 p_타입의 페르미 준위가 n-타입의 페르미 준위보다 높은 특수한 밴드 나열 상황의 p-n 이종접합 구조를 간접 엑시톤 형성을 위한 새로운 플렛폼으로 모색하였다. 이러한 경우 이종재료 접합 시 한쪽 계면에는 전자가 축적되는 반면 맡은 편 계면에는 홀이 축적될 수 있다. 즉, 전자와 홀이 계면에 지극히 가깝게 위치하게 되지만, 두 전자-홀 사이의 에너지 장벽에 의하여 전자와 홀이 공간적으로 분리되어 전자-홀 재결합이 제한될 수 있는 새로운 조건이다. 이런 조건을 기반으로 엑시톤 형성에 유리한 밴드 나열 조건, 소자를 구성하는 재료, 재료의 두께, 게이트 혹은 도핑 정도, 층간 전압, 소자 구조를 탐색하였다. 이 과정에서 효율적인 평가를 위하여 이종접합 밴드 다이어그램 구현 프로그램을 개발하였다. 탐색 결과 다중층 류도야와 다중층 InSe 기반 WSe₂/InSe 이종적층 구조를 엑시톤 형성을 위한 적합한 시스템으 로 판단하였다. WSe₂와 InSe 내 전하를 독립적으로 제어할 수 있는 WSe₂/InSe 이종적층 소자의 구조를 고안하였으며, 이를 실험적으로 구현하기 위한 적층 방법 및 소자 공정 기술을 개발하였다. 류모라와 InSe 내 전하를 독 립적으로 제어할 수 있는 WSe₂/InSe 이종적층 소자를 구현하였다. 그리고, 두 층에 전하가 유도된 상황에서 전하 이동이 제한되는 것을 확인함으로써 추 후 층간 상호관계 및 간접 엑시톤 형성 연구를 위한 쿨롱 드래그 측정이 가능 할 것으로 확인하였다.

(출처 : 요약문 4p)

Abstract ▼

To probe for gate-tunable indirect excitons, our research team explored a p-n heterostructure with a particular band alignment, in which the Fermi level of the p-type semiconductor is higher than that of the n-type semiconductor before the two dissimilar semiconductors are joined. When the dissimila

To probe for gate-tunable indirect excitons, our research team explored a p-n heterostructure with a particular band alignment, in which the Fermi level of the p-type semiconductor is higher than that of the n-type semiconductor before the two dissimilar semiconductors are joined. When the dissimilar p-type and n-type semiconductors are joined, electrons may be accumulated at one side of the interface, while holes may be accumulated at the other side of the interface. This is a new situation to probe for indirect excitons, where electrons and holes will be located extremely close to each other but definitely separated by an energy barrier, limiting electron-hole pair recombination. We searched for detailed specific conditions that can satisfy the above band alignment situation, including material, material thickness, doping level, interlayer voltage, and device structure, which are favorable for the formation of indirect excitons. For the efficient evaluation, a program that produces band diagram plots for p-n heterostructures was developed. Employing the developed mathematica code, we verified that the heterostructure based on multi-layer WSe₂ and multi-layer InSe as a new candidate for indirect excitons. We experimentally realized a device with WSe₂/InSe hetero structure where the charge densities in WSe₂ and InSe can be independently modulated. The device shows that the charge transfer between the WSe₂ and InSe is limited even when holes and electrons are induced in the WSe₂ and InSe, respectively. This allows us to confirm that the WSe₂/InSe hetero structure is promising for Coulomb drag measurements, which can be a direct measure of the nature of interlayer interaction and the formation of indirect excitons.

(source : Summary 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 초록 ... 3
• 요 약 문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• CONTENTS ... 6
• 목차 ... 7
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 8
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 10
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 11
• 제 4 장 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 및 연구개발 결과의 활용계획 ... 17
• 끝페이지 ... 18