나노기술 및 정책 정보

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● 이재현 교수(아주대) 및 황동목 교수(성균관대), 김태훈 교수(전남대) 공동 연구팀은 다결정 이차원 반데르발스 재료*의 미세구조를 분석할 수 있는 ‘2D 결정 스캐너 기술’ 개발

* 이차원 반데르발스 재료(2D van der Waals Materials) : 원자 한 층의 두께를 가진 평면 형태의 극박막 소재로, 나노급 선폭과 두께를 가진 초고집적 반도체 내에서 높은 물리·화학적 물성 및 안정성을 유지할 수 있어 실리콘을 대체할 수 있는 재료

● 연구팀은 미세구조의 결정 방향이 확인된 단결정 단층 그래핀을 광학필터로 이 위에 합성된 미지의 다결정 그래핀을 반데르발스 힘으로 적층한 후 나타나는 변화를 라만분광법으로 분석

● 이어 연구팀은 미지의 다결정 그래핀 내부에 존재하는 미세구조 정보들이 광학필터로 활용된 단결정 단층 그래핀과 서로 다른 각도로 적층된 것을 확인하였으며, 이를 활용해 어긋난 미세구조의 광학적 정보를 스캔하고 이미지화하는 데 성공

● 또한, 연구팀은 분석을 완료한 시편을 원자-스폴링 기술*을 통해 ‘포스트잇’을 떼는 것처럼 물리적 파괴 없이 깨끗하게 분리

* 원자-스폴링 기술(Atomic-Spalling) : 약한 반데르발스 힘으로 층층이 쌓여있는 구조를 가진 이차원 반데르발스 결정에 발생하는 균열의 깊이와 방향을 원자 두께 수준에서 제어하는 기술

● 본 연구 성과는 대면적으로 합성된 이차원 소재의 미세구조를 빠르고 정확하게 분석할 수 있게 되면서 소재에 대한 높은 신뢰성이 요구되는 분야의 어려움을 해결할 수 있을 것으로 기대

Advanced Materials (2024.04.04.), Nondestructive Single-Atom-Thick Crystallographic Scanner via Sticky-Note-Like van der Waals Assembling–Disassembling