유기 금속 화학 증착법을 이용해 성장된 WS₂의 광학적 성질 제어

Abstract

전이 금속 디칼코게나이드(TMD) 물질은 최근까지도 단일층에서 나오는 고유의 광학적, 전기적 특성으로 많은 연구가 되어 있다. 상대적으로 쉽게 고품질의 시료를 제작할 수 있는 기계적 박리법이 많이 사용되지만, 대면적 단일층 박막생산에 한계점을 극복하기 위해 고안된 방법이 화학 기상 증착법(CVD, Chemical Vapor Deposition)이다. 화학 기상 증착법은 대면적으로 WS₂ 박막을 생산하는 유망한 방법 중 하나이다. 이를 이용해 많은 연구에서 단일층 WS₂ 도메인 모양에 따른 특성과 전구체 비율에 따른 광학적 특성이 연구되었다. 하지만 전구체의 비율과 광학적 특성 사이의 정확한 상관관계는 아직 밝혀지지 않았다. 이 연구에서는 금속 유기 화학 기상 증착법(MOCVD)의 장점을 이용해 WS₂ 성장 시 황화물 전구체의 양을 체계적으로 제어하여 성장 시키고 초분광 이미징 기술을 사용하여 광발광(Photo Luminscence), 흡수(Absorption) 스펙트럼을 측정하여 성장시킨 WS₂의 모양과 광학적 특성을 연구하였다. W : S 원자의 비율에 따라 모양과 광학적 특성이 어떻게 변하는지에 대해 포괄적으로 모델을 제시하고, 이를 통한 광학적 성질의 제어 방안을 제시한다.