나노기술 및 정책 정보

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● 김지환 교수(MIT) 연구팀은 산업용 실리콘 웨이퍼 등에서 고순도 무결함 2차원 물질을 성장시켜 초소형 트랜지스터를 제작할 수 있는 논에피택셜 단결정 성장법을 개발

● 연구팀은 포켓 패턴의 이산화실리콘으로 웨이퍼를 코팅한 후 일반 기상증착법으로 원자 기체를 웨이퍼 전체에 주입했으며, 이후 원자는 각 포켓에 증착되고 포켓에 의해 모든 원자가 동일한 결정방향으로 성장해 2차원 단결정 물질을 형성

● 이를 통해 같은 물질의 고순도 플레이크 수준으로 전기적 성능이 뛰어난 전이금속 디칼코게나이드(TMD) 트랜지스터를 제작하고, 각 포켓을 반으로 나눠 다른 종류의 2차원 물질을 성장시킴으로써 초박 단결정 2층 구조를 만드는 데 성공

● 해당 방법은 기존에 불가능에 가깝다고 여겨지던 실리콘 웨이퍼 상 2차원 단결정 물질 성장을 가능하게 하는 해결책으로, 특정 크기 이하에서 전기적 특성을 상실하는 실리콘을 대체 및 보완해 각종 전자장치를 소형화하는 데 도움이 될 것으로 예상

Nature (2023.01.18.), Non-epitaxial single-crystal 2D material growth by geometric confinement