기상 화학 증착법을 통한 2차원 물질 (MoS2, Bi2Te3)의 합성 및 합성 메커니즘에 대한 연구

Abstract

본 연구는 차세대 반도체 물질인 2차원 전이금속디칼코켄 화합물 중 MoS2를 화학 기상 증착 법(Chemical Vapor Deposition)을 이용해 합성 하였다. 단일층의 MoS2는 독특한 물리적인 성질과 디바이스에 적용하였을 때 잠재적인 응용성으로 인해 많은 주목을 끌고 있는 물질이다. 다양한 합성 방법 중에 CVD법은 지금까지 단일층의 MoS2의 단결정을 얻는 최고의 방법으로 알려져 있다. 그러나 아직까지 합성과정 및 변수에 따른 mechanism에 대한 심도 있는 이해는 잘 되지 않고 있다. 따라서 본 연구에서는 CVD법을 통해 단일층의 MoS2를 합성하고, MoO3, Sulfur 파우더로부터 MoS2 합성과정을 연구하였다. 또한, 뛰어난 열전 특성을 갖는 2차원 물질인 Bi2Te3를 화학 기상 수송법(Chemical Vapor Transport)을 이용해 대면적 합성하여 열전 소자로의 응용 가능성을 확인해 보았으며, 마지막으로 서로 다른 point group을 갖는 2차원 물질간의 heterojunction을 구현하는 연구를 진행하였다. |In this study, we synthesised MoS2 by chemical vapor deposition(CVD) in TMDC compound, a next generation two-dimentional semiconductor material. A monolayer of MoS2 is attracting much attention due to its unique physical properties and potential applicability when applied to devices. Among the various synthesis methods, the CVD method has been known as the best method for obtaining a single layer of MoS2 single crystal. However MoS2 monolayer crystals grown by CVD, there is a lack of understanding of its synthesis pathway. Therefore, in this paper, we studied the mechanism of the synthesis pathway when monolayer MoS2 crystals are synthesized by conventional CVD using MoO3 and sulfur powders. In addition, Bi2Te3, which is a two-dimensional material with excellent thermoelectric properties, was synthesized by chemical vapor transport method(CVT) and its applicability to thermoelectric devices was confirmed. Finally, a study was conducted to realize heterojunction between two dimensional materials with different point groups.