인하대, 2D 반도체 소재 합성 위한 결함억제 메커니즘 최초 규명

미국화학회 저널 게재…새로운 결함 제어 방법론 제시

인하대(총장 조명우)는 화학공학과 박사과정 황윤정 학생(지도교수 신내철)이 2차원 반도체소재 합성을 위한 결함형성 억제 메커니즘을 규명하는 연구 성과를 올렸다고 26일 밝혔다.

황윤정 학생은 2차원 소재, 몰리브덴 디셀레나이드(MoSe2)가 성장하기 위한 씨앗으로 작용하는 몰리브덴 산화물 표면에 수소가 선택적으로 흡착됨으로써, 성장 중인 MoSe2에 결함 형성이 억제되는 것을 실험적으로 최초 규명했다.

이번 연구는 'Inherent resistance of seed-mediated grown MoSe2 monolayers to defect formation'이라는 제목으로 미국화학회 저널 'ACS Applied Materials & Interfaces' 12권 30호에 지난달 말 게재됐다.

MoSe2 등의 전이금속 칼코겐화합물기반의 2차원 반도체 구조는 1나노미터 이하의 두께를 가지면서도 전하의 수송을 잘 제어할 수 있어 포스트실리콘 반도체 연구에서 주목받고 있는 소재이다.

이러한 2차원 반도체 소재를 대면적으로 제조하는 방법으로 주로 화학증기증착이 사용되는데, 여기에 사용되는 수소는 2차원 구조와 반응하여 에칭을 통한 결함 구조를 발생시키는 것으로 알려져 있다.

지도교수를 맡은 신내철 교수는 "화학증기증착을 통한 2차원 반도체 소재 합성에서 결함을 억제하는 이번 연구결과를 통해 선택적인 수소흡착을 이용한 새로운 결함 제어 방법론을 제시할 수 있을 것"이라고 설명했다.

이번 연구는 한국연구재단 신진연구지원을 받아 수행했으며, 울산대 화학공학과 강성구 교수의 참여로 진행됐다. 또한, 황윤정 학생은 본 연구를 통해 한국공업화학회 주관 여성인재육성위원회 춘계 워크숍에서 우수논문상을 수상하기도 했다.