초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
본 연구에서는 개별적인 저차원 물질을 building block으로 하여 van der Waals 또는 공유 결합을 통한 초격자 구조 제조를 통해 단일 물질에서는 나타나지 않는 신물성을 가지는 Rashba 신물질 제조를 목표로 한다. 이를 위해 1) 제일 원리 및 Materials Informatic을 기반한 최고의 조합적 특성을 발현할 수 있는 물질의 조합과 구성 설계와 2) 이를 기반한 Rashba 계면 초격자 소재 합성 및 물성 분석을 목표로 한다. 나아가 3) 각 구조의 R

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
본 연구에서는 개별적인 저차원 물질을 building block으로 하여 van der Waals 또는 공유 결합을 통한 초격자 구조 제조를 통해 단일 물질에서는 나타나지 않는 신물성을 가지는 Rashba 신물질 제조를 목표로 한다. 이를 위해 1) 제일 원리 및 Materials Informatic을 기반한 최고의 조합적 특성을 발현할 수 있는 물질의 조합과 구성 설계와 2) 이를 기반한 Rashba 계면 초격자 소재 합성 및 물성 분석을 목표로 한다. 나아가 3) 각 구조의 Rashba 효과에 의해 나타나는 고유 물성을 포토닉스 소자의 최적의 물성에 맞게 튜닝 후 적용하여 특성을 극대화하는 것을 목표로 한다.

◼ 전체 내용
- 유/무기 초격자 기반 물질 제조 및 물성 평가
◦ Porphyrin은 식물내 염록체에 발견되는 물질로 가시광에 대한 높은 광흡수율을 보여 무금속 광촉매의 염료로 사용됨. 물의 산화/환원 반응을 진행하기에 적절한 밴드구조를 가지며 뛰어난 화학적 안정성을 가지고 있어 수소생산 반응에 우수한 촉매 특성을 가짐
◦ 2차원 MXene 소재는 높은 전기적 특성, 특히 높은 chage carrier와 mobility 특성을 가지고 있어 electron acceptor layer로써 효율적인 역할을 함
◦ 특히 낮은 Fermi 에너지를 가지고 있어 다양한 염료로부터 용이하게 전자를 흡수할 수 있음
◦ MXene의 표면에 많은 산소작용기를 가지고 있어 전기화학적 활성 사이트 노출뿐 아니라 porphyrin의 pyrrolic 결합과 수소 결합을 이룰 수 있어 높은 상호작용을 보임
- Materials Informatics 기반 초격자 최적 조합 및 구조 설계
◦ 최근 세계 각국의 재료 데이터베이스 구축 시도의 결과로 결정질 화합물의 원자구조와 물성 및 다양한 관련 데이터들이 데이터베이스화돼있음
◦ Materials Informatics의 거대 database를 통해 단순한 데이터 수집의 단계를 지나 현재 다양한 예측 모델을 구현 및 비교할 수 있음
◦ 조합과 구조의 조합적 특성에 관한 예측 및 실험적 Trial & Error를 통한 검증 및 실현
- 적층 구조 형성을 통한 Rashba 효과 및 물성 튜닝
◦ 이종 물질 적층을 통한 비대칭성 초격자 구조 형성 및 Rashba 밴드 분리현상 유도
◦ Rashba 효과에 따른 기계적, 전기적, 광학적 등의 물성 확인 및 비교
◦ 메카니즘 정립을 통한 Rashba 효과 제어 및 물성 튜닝
◦ 차세대 포토닉스 소재에 적합한 물성 최적화 및 적용

□ 연구개발성과
초격자 구조의 제조를 통한 개별적인 저차원 물질 간의 상호작용 확인 및 이를 통한 포토닉스/에너지 소자 특성 극대화

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
◦ 이종물질 결합으로부터 나오는 신물성의 데이터베이스화를 통한 신물질 디자인 모듈 구축
◦ 4차 산업혁명을 대비하여 전기 자동차, 배터리, 디스플레이 등 다양한 산업 분야 전반에 걸쳐 큰 기여를 할 것이라 판단됨.
◦ 26만 여종의 이론적으로 가능한 물질 조합에 기반 된 본 연구는 새로운 소재 합성을 위해 그래핀, MXene, TMDs, 2DP 등 이종의 물질간의 다양한 창의적인 조합들에 대한 이론적 타당성이 연구되고 실험적으로 시도될 예정이며, 이를 통한 기존의 3차원 벌크에서 발견되지 않았던 신물성과 신현상 발견이 기대됨.

(출처 : 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요약문 ... 2
• 목차 ... 5
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 7
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 11
• 1) 연구수행 결과 ... 11
• 2) 목표 달성 수준 ... 11
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 11
• 5. 연구개발성과 및 활용 계획 ... 12
• 1) 연구성과 ... 12
• 2) 연구성과 활용계획 ... 12
• 6. 참고문헌 ... 12
• 끝페이지 ... 12