초록 ▼

□ 연구개요
본 연구의 목표는 지금까지 합성하기 어려웠던 코발트 기반 2차원 강자성 TMCs 소재를 금 박막 위에 형성한 금-코발트 표면합금을 이용하여 합성하는 것이다. 이를 위하여 CVD에 사용 가능한 코발트 전구체의 개발과 Au(111)-코발트 간 표면합금 형성 기술을 개발하고자 한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
이 연구는 무기물 기반 전구체를 사용하여 표면합금을 형성하는 것을 목표로 하였다. 실험 결과, CoCl2 전구체는 승화성이 있으며, 공기 중 수분과 반응함에 따라 리간드 장이 달라지는 것이 확인되

□ 연구개요
본 연구의 목표는 지금까지 합성하기 어려웠던 코발트 기반 2차원 강자성 TMCs 소재를 금 박막 위에 형성한 금-코발트 표면합금을 이용하여 합성하는 것이다. 이를 위하여 CVD에 사용 가능한 코발트 전구체의 개발과 Au(111)-코발트 간 표면합금 형성 기술을 개발하고자 한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
이 연구는 무기물 기반 전구체를 사용하여 표면합금을 형성하는 것을 목표로 하였다. 실험 결과, CoCl2 전구체는 승화성이 있으며, 공기 중 수분과 반응함에 따라 리간드 장이 달라지는 것이 확인되었다. 유기물 기반 전구체 HCo(CO)4는 분해가 쉽기 때문에 CVD 합성의 전구체로 사용하기 어려웠다. 이를 해결하기 위해 무기 전구체 중에서 금속간의 확산을 이용한 표면합금 합성법을 사용하였으며, Co와 Au 사이의 벌크 합금이 생성되는 것을 바탕으로 고온의 어닐링 과정으로 Co의 확산으로 표면합금을 만드는 과정을 적용하였다.

또한, 해당 전구체를 활용하여 그 CVD 결합 가능성을 확인하여 이를 이용해 MoS2를 합성하는 데에 사용할 수 있음을 검증하였으며, 전자기적 특성 측정에 관하여, 기초적인 전자 소자를 제작하고 그 특성을 파악하는 방법론을 정립하였다.

실험을 통해 300도에서 반응 시켰을 경우 금과 코발트의 표면합금을 우선 합성하였으며, 온도를 더욱 상승하여 600도로 열처리할 경우 코발트가 금과 충분히 혼합하여 합금을 이루었음을 확인하였다. 합성한 물질을 분리하여 임의 기판으로 옮기기 위해 트랜스퍼 과정을 거쳤으며, 특히 금속 제거용 에천트에도 제거되지 않았기 때문에 물질이 합성되었음을 확인하였다.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
이 연구의 기술적 측면으로는 2차원 자성체 재료를 구현하고 제어하는 기술이 중요하며, 이는 IT, BT, NT 분야에서 모두 중요한 역할을 할 것이다. 또한, 표면합금 형성을 이용하여 물질의 자성과 스핀을 제어하는 기술을 개척함으로써, 이 분야에 대한 확장 가능성을 연다. 학문적 측면에서는 이러한 기술 및 원리가 표면 화학반응을 이용한 CVD와 같은 분야로 확장될 수 있다. 마지막으로, 확보된 코발트 기반 TMCs 소재는 차세대 나노 재료로서 나노 전자 소자와 스핀트로닉스 등 4차 산업혁명 분야에서 널리 사용될 것으로 예상되며, 이를 통해 관련 분야의 연구 또한 활성화될 것으로 기대된다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 가. 연구개발의 최종 목표 ... 4
• 나. 연차별 연구목표 및 내용 ... 4
• 2. 연구의 필요성 ... 4
• 가. 2차원 자성체의 중요성과 기존 재료의 한계 ... 4
• 나. 본 연구의 가설 및 도출 근거: 금-코발트 표면합금을 이용한 코발트 TMCs 합성 반응 개발 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 7
• 가. 연구개발의 세부사항과 추진전략 ... 7
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 9
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 9
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 12
• 3) 목표 달성 수준 ... 12
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 12
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 12
• 가. 기술적 측면 ... 12
• 나. 학문적 측면 ... 12
• 다. 활용 방안 ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 6. 자체점검표 ... 13
• 7. 참고문헌 ... 13
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 14
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 19
• 끝페이지 ... 27