‘2차원 물질’이종합성의 난제 풀었다- 무결점 이종접합물질, 전자소자의 차세대 핵심물질로 활용 기대 -
연구결과 개요
3. 기대효과
○ 그래핀을 제외한 2차원 소재 대부분은 이종 원소로 구성되어 있어 기본적으로 합성에 어려움이 있을 뿐만 아니라, 동일한 방향으로 정렬된단 결정 합성은 2차원 소재 합성의 마지막 단계로 알려져 있다. 이 연구성과는 이종 원소로 구성된 2차원 절연 소재인 질화붕소 결정립들을 동일한 방향으로 정렬시켜 세계 최초로 대면적 단결정 박막을 합성한 연구 결과이며, 합성된 질화붕소를 기판으로 활용하여 그래핀, MoS2, WS2와 같은 기타 2차원 소재들의 에피택셜 합성을 선보인 매우 뛰어난 성과이다. 단결정 질화붕소는 기존 다결정 질화붕소의 불완전한 결합구조로 인한 문제점을 해결하는 방안이 되었고, 세계 최초로 질화붕소의 단결정성을 이용하여 기존에는 도달하지 못했던 2차원 그래핀 및 다양한 2차원 물질의 대면적, 단결정 합성에 성공하게 되었다.
○ 단결정 2차원 물질은 기존 다결정 형태의 구조적 결함을 극복하여 무결점 구조로 이루어진 가스․수분 배리어, 우수한 2차원 투명․전자소자, 센서, 필터 등 적용 분야가 대폭 넓어졌다.
○ 전기가 흐르는 특성을 지닌 그래핀 및 다양한 2차원 물질의 다결정구조는 결정립계의 불완전한 결합구조가 물질의 전자이동 특성을 저하시키는 원인이었으며, 단면적 단결정 소재는 소재 고유의 성능을 발휘할 뿐만 아니라, 넓은 영역에서 균일할 성능을 갖게 되어, 2차원 소재의 산업화에 큰 기여를 할 것으로 기대된다.
○ 이 연구 결과는 질화붕소, 그래핀, WS2, MoS2 이외의 2차원 물질을 대면적 단결정으로 합성할 수 있는 기틀을 마련한 것으로 향후 2차원소재 합성 연구에 많은 활용이 기대된다.
‘2차원 물질’ 이종합성의 난제 풀었다
기존의 구조적 결함을 극복해 적용 분야가 넓어진 물체가 뭐야
단결정 2차원 물질