| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2017년 가을 (11/15 ~ 11/17, 경주 현대호텔) |
| 권호 | 23권 2호 |
| 발표분야 | G. 나노/박막 재료 분과 |
| 제목 | Exfoliated MoS2 잉크의 물성 개선 연구 |
| 초록 | 2차원 소재는 기존의 3차원 구조에서는 발현되지 않는 새로운 물리적 현상과 독특한 전기 광학적, 기계적, 화학적 성질로 인하여 주목 받고 있으며, 특히 flexible device에 적용 가능하다는 점이 큰 장점이다. 그래핀, h-BN, MoS2, Bi2Se3등 많은 2차원 소재는 차세대 반도체 소재로 각광받고 있다. 그 중 MoS2는 그래핀의 한계점인 낮은 on/off ratio를 해결 할 수 있는 2차원 칼코게지나이드 소재로써 단원자층에서 1.8 eV의 direct band gap을 가지고 있으며, 높은 Mobility (~500 cm2/Vs) 특성을 보인다. 하지만, 현재 많이 연구되고 있는 CVD 기반 2차원 MoS2는 대면적 증착의 어려움 및 CVD의 높은 공정 온도 등으로 인하여 그 활용폭이 높지 않다. 본 연구에서는 Exfoliated된 MoS2의 ink를 제조하여 Self-assembly 공정을 통한 Transistor 제작을 실시하였다. Grinding을 이용하여 MoS2 powder에 전단 응력이 작용하도록 하고 ultra-sonication을 이용하여 MoS2 powder에 scission을 유발한다. grinding과 sonication, 원심분리를 통하여 균일한 조건의 few layer MoS2 nanosheets(~ 10 nm) 잉크를 제작하였다. Exfoliated MoS2는 UV/VIS 분석을 통해 610, 675 nm 부근에서 2-D Exciton peak을 확인하였으며, AFM 분석을 통하여 Sub μm2 크기, ~ 10 nm 두께의 nanosheet의 형성을 확인하였다. 또한, TEM 분석을 통하여 Exfoliated MoS2 nanosheet가 2H-MoS2의 결정구조를 가지는 것을 확인하여 반도체 소재로 적용 가능함을 확인하였다. 최종적으로, Self-assembly 공정을 통한 대면적 MoS2 박막을 형성하였으며, 트랜지스터를 제작하여 센서 및 다른 application으로서의 적용가능성에 대하여 평가하였다. 본 연구를 통하여 기존의 CVD 기반 MoS2의 한계점을 극복할 수 있는 방법 및 트랜지스터 구현 메커니즘에 대해 제시하였다. |
| 저자 | 이상연, 심동현, 노용규, 서형탁 |
| 소속 | 아주대 |
| 키워드 | <P>Exfoliated MoS<SUB>2</SUB>; ink; Transition Metal Dichalcogenide; Thin film; 2D Materials</P> |
