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로렌스 버클리 국립 연구소(Lawrence Berkeley National Laboratory) 연구팀이 전이금속 디칼코제나이드(TMD)에서 발견되는 원자 결함이 나타나는 원인과 결함으로 인해 2D 재료의 전자적 특성이 형성되는 메커니즘을 제안함.

연구팀은 이를 위해 tungsten disulfide(WS2)와 Molybdenum deselenide(MoSe2)의 황과 셀레늄의 공석(vacancy)을 관찰하였으며, 해당 공석이 황과 셀레늄 원자를 대체하는 산소원자에 의해 발생한다는 것을 발견함. 황과 셀레늄 원자를 산소가 대체할 때 전도도에는 큰 변화가 없으며, TMD의 전자적 특성을 효과적으로 복원하게 됨. 연구팀은 Atomic force microscope(AFM)을 이용하여 높은 해상도로 표면 원자를 이미징하고 결함 원자의 위치를 추적하였으며, Scanning tunneling microscope의 기능을 이용하여 결함의 고유한 전자 지문을 제공받음.

해당 결과는 양자정보기술 및 차세대 광기반 전자장치를 위한 2D재료 설계를 위한 플랫폼을 제공할 수 있을 것으로 기대됨.

본 연구 성과는 ‘Nature Communications’에 게재됨.