| 상하이교통대학교, 스테이넨 2차원 결정체 박막 재료 개발 | ||
|
||
 최근, 상하이(上海)교통대학교 교수 쳰둥(錢冬)과 자진펑(賈金鋒) 연구팀은 분자선 에피택시 기술(molecular beam epitaxy)을 이용하여 세계 최초로 스테이넨 2차원 결정체 박막재료를 성공적으로 제조하였다. 관련 연구성과는 ‘Nature Materials’에 온라인으로 발표되었다. 2차원 그래핀 결정체 스테이넨(stanene)은 아주 양호한 물리적 특성을 갖고 있는 하나의 큰 에너지갭 2차원 토폴로지컬 절연체이며, 실온에서 무손실의 전자 수송을 실현할 수 있다. 따라서 미래의 더 높은 통합수준의 전자학 디바이스 응용 분야에서 매우 중요한 잠재적 가치를 갖고 있다. 그러나 거대한 재료 제조와 물리적 인지에서의 어려움으로 인해, 스테이넨 재료의 실험적 제조는 현재 국제 응집물질 물리학 및 재료학 분야의 연구 초점으로 되고 있다. 기존의 연구를 기반으로 연구팀은 성장 조건에 대한 정밀한 제어를 통하여 기판 재료의 주석(Sb) 원자의 성장 방법에 변화가 발생하였으며 이와 동시에 점차적으로 층상의 박막으로 형성되는 것을 발견하였다. 이렇게 형성된 박막이 스테이넨이라는 것을 증명하기 위하여 연구팀은 대량의 실험비교를 통하여 최종 이중원자층 내부구조를 성공적으로 관찰하였고 이중원자층의 상대 높이를 정확하게 측정하였다. 박막 두께가 0.4나노미터도 되지 않으며 또한 에피택시얼막(Epitaxial Film)의 전자띠구조(band structure)를 확정하는 각도 분해능(Angular resolution) 광전자 스펙트럼 신호에 많은 기판 신호가 포함됨으로 스테이넨 제조에 큰 혼란을 초래하였다. 연구팀은 혁신적으로 스테이넨의 성장 설비를 싱크로트론 방사광원(synchrotron radiation source)에 옮겨온 후, 싱크로트론 방사광원의 광자 에너지와 광자 가변 바이어스(Bias variable) 특성을 이용하여 스테이넨의 전자띠구조와 기판 신호를 완벽하게 분리시켰으며, 원위치 표면의 전자 도핑(electron doping) 방법을 이용하여 빈 상태(empty state)의 부분적 에너지띠구조를 정밀하게 확정하였다. 연구 결과, 실험으로 확정한 원자 구조 및 전자띠구조와 일차성원리로 계산한 결과는 아주 일치하였으며, 이로써 에피택셜 성장(epitaxial growth)법으로 성장하는 것이 2차원 스테이넨 박막이라는 것을 확정할 수 있다. 정보출처 : http://scitech.people.com.cn/n/2015/0824/c1007-27504931.html |
SEARCH
- 정책동향
- 이슈리포트
- 통계DB
- 통계DB