수용성 게르마늄을 이용한 불안정한 이차원 소재의 원자 스폴링 연구
A study on the atomic-spalling of unstable two-dimensional materials using water soluble germanium
- 주제(키워드) TMDC , Ge , Atomic spalling , Water soluble , Monolayer
- 주제(DDC) 621.042
- 발행기관 아주대학교 일반대학원
- 지도교수 이재현
- 발행년도 2024
- 학위수여년월 2024. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 에너지시스템학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000033393
- 본문언어 한국어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
전이금속 디칼코게나이드(TMDC)는 많은 관심을 끌었지만, 연구자들의 상당한 노력에도 불구하고 현재까지 높은 재료 품질과 처리량을 모두 보장할 수 있는 보편적인 제조 방법은 실현되지 않았다. 본 논문에서는 게르마늄(Ge)을 매개체로 한 원자 스폴링을 통해 고품질의 단층 TMDC를 대규모로 생산하는 보편적인 접근법을 제시한다. 연구 결과 수정된 해석 모델을 통해 박막의 Ge이 나노미터 범위에서 균열이 전파되는 깊이를 효과적으로 줄일 수 있는 적합한 스트레서(Stressor)가 될 수 있음을 확인하였다. 특히, Ge의 수용성 특성으로 인하여 본 원자 스폴링 공정에서 화학적 식각 공정이 필요하지 않아 다양한 TMDC에 광범위하게 적용이 가능하다. 최적화된 스폴링 조건에서 화학적으로 안정적인 MoS2와 불안정한 MoTe2의 밀리미터 크기의 단층을 성공적으로 달성하였다. 또한 분광학적, 전기적 특성 분석을 통하여 스폴링 후 구조적 결함이나 화학적 오염이 존재하지 않음을 확인하였다.
more목차
1. 서론 1
2. 이론적 배경 4
2.1 전이금속 디칼코게나이드(TMDC) 4
2.2 층 수에 따른 TMDC 6
2.3 TMDC 제조 방법 8
2.3.1 상향식 접근법 8
2.3.2 하향식 접근법 8
2.4 제어된 스폴링 11
2.4.1 제어된 스폴링 기법 11
2.4.2 벌크 재료에서의 스폴링 14
2.4.3 원자 스폴링 16
3. 실험방법 20
3.1 Ge 을 이용한 원자 스폴링 공정 20
3.2 원자 스폴링 메커니즘 22
3.2.1 Ge/TMDC 이중층 시스템의 임계 스폴링 조건 22
3.2.2 단층 스폴링을 위한 균열 전파 깊이 수정 모델 25
3.3 소재 특성 분석 28
3.4 소자 제작 및 특성 분석 28
4. 결과 및 고찰 29
4.1 Ge 매개 원자 스폴링 해석 모델 29
4.2 단층 MoS2 의 원자 스폴링 31
4.3 불안정한 단층 MoTe2 의 원자 스폴링 36
4.4 단층 MoTe2 전기적 특성 분석 40
5. 결론 42
참고 문헌 43
