| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2018년 봄 (05/16 ~ 05/18, 삼척 쏠비치 호텔&리조트) |
| 권호 | 24권 1호 |
| 발표분야 | G. 나노/박막 재료 분과 |
| 제목 | Self-Assembled Materials인 MPTMS를 이용한 MoS2 nanosheet의 charge transport mechanism 규명 |
| 초록 | Single layer MoS2는 그래핀과 같은 2차원 소재로써 3차원 소재에서는 관찰할 수 없는 전기적, 화학적, 광학적 특성을 지니고 있다. 특히 단원자층의 direct band gap이 1.8 eV 정도로 그래핀의 한계인 낮은 on/off ratio 문제를 해결할 수 있으며 500 cm2/Vs의 준수한 Mobility 특성으로 주목 받고 있다. MoS2 연구는 주로 용액을 통한 Chemical exfoliation 및 CVD 방식으로 이루어지고 있다. 하지만 CVD를 통한 MoS2 증착은 vacancy, dislocation, grain boundary 등의 구조적 결함을 야기하여 mobility와 TFT 특성을 낮다는 단점이 있다. 또한 exfoliated MoS2 nanosheet 자체는 Van der Walls force가 낮아서 직접적인 증착에는 한계가 있다. 본 연구에서는 Exfoliated된 MoS2 nanosheet의 효과적인 증착을 위해 Self-assembly 특성을 응용하였다. Grinding과 Sonication, 원심 분리를 통해 MoS2 nanosheet를 제작한 후 MPTMS binder와 함께 SiO2 wafer 표면에 박막으로 증착시켰다. 특히 MPTMS는 가수분해 반응을 통해 Silane기가 Silanol기로 분해되어 SiO2의 표면에 고정되고, 반대쪽의 Thiol group과 MoS2가 결합하여 MoS2의 안정적인 증착이 가능하게 된다. 이번 연구에서 가수분해 반응 유도를 위해 IPA 용매 내에 물의 비율을 MPTMS의 0~20배까지 조절해가며 MoS2를 증착 후 물성 분석 및 TFT 특성 평가를 하였다. UV/VIS 분석을 통해 610, 675 nm 부근의 2-D Exciton Peak을, Raman과 AFM을 통해 MoS2 nanosheet의 두께가 6 Layer 이하, 크기는 Sub μm2 정도로 증착된 것을 확인할 수 있었으며, TEM, XRD 분석을 통해 2-H MoS2의 결정구조를 가지는 것을 확인하였다. MoS2 TFT를 제작하여 MPTMS의 물 첨가에 따른 가수분해 반응이 MoS2 TFT의 Charge transport에 미치는 영향을 분석하였다. |
| 저자 | 한호성, 이상연, 심동현, 서형탁 |
| 소속 | 아주대 |
| 키워드 | Exfoliated MoS2; Self assembly; Transition Metal Dichalcogenide; Thin film; 2D Materials |
