연구목표
CVD 방법으로 웨이퍼 크기의 단결정 2차원 소재를 성장하는 기술 개발
 

연구내용
1) 2인치 웨이퍼 크기의 단결정 단일층/다중층 2차원 소재 개발: 기존에 널리 사용하고 있는 에피텍셜 방법과 더불어 본 연구진이 원천기술을 보유한 자가정렬 (Self-collimation) 방법을 활용하여 단결정 2차원 단일 소재를 합성하고자 한다.
2) 2인치 웨이퍼 크기의 단결정 vdWH 개발: 소재와 precursor 와의 열역학적 반응을 고려하여 최적의 precursor를 선정할 것이며, 성장 온도를 낮춰 2차원 기판 소재의 데미지를 최소화한 합성법을 개발할 것이다. 에피택셜 합성법을 통해 2차원 도체, 부도체, 반도체 소재들이 다양한 조합(P-N, M-S, M-I-M 등)으로 적층된 단결정 반데르발스 혼성구조를 실험적으로 구현하고자 한다.

연구의 필요성
2차원 반데르발스 적층 구조는 적층 순서에 따라 새로운 물질이 된다고 볼 수 있다. 하지만 효율적인 대면적 합성 기술의 부재로 대부분의 연구들은 크기가 수 마이크로미터로 제한된 2차원 소재를 이용하여 물성 및 소자 응용 가능성에 대한 탐색 연구들로 한정되어 있다. 따라서 2차원 반데르발스 적층 구조를 활용한 응용 소자 개발에 앞서, 고품질의 대면적 소재 합성 기술 개발이 필요하다.
 

기대효과
결함이 없는 2차원 단결정 소재는 고유한 물성을 전 영역에서 균일하게 유지하기 때문에, 응용 분야 확장의 한계를 극복할 것으로 기대되며, 2차원 소재 기반 전자 소자 상용화의 신기원을 이룩할 것으로 예상한다.