IBS, 저주파 파형 이용해 2차원 물질 물성 밝혀

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기초과학연구원(IBS·원장 김두철)은 이영희 나노구조물리 연구단장이 이끄는 연구팀이 전도성원자력현미경(CAFM)을 이용해 2차원 이황화몰리브덴(MoS₂)의 결함, 전기특성을 규명했다고 21일 밝혔다.

2차원 이황화몰리브덴의 전자-결함 거동 분석 실험
<2차원 이황화몰리브덴의 전자-결함 거동 분석 실험>

연구팀은 CAFM을 통해 만든 미세 전류의 저주파 파형을 읽어, MoS₂의 특성을 파악하는데 성공했다. 1헤르츠(㎐)에서 5킬로헤르츠(㎑) 범위의 저주파를 쪼이면 재료를 파괴하지 않고 내부 결함을 찾을 수 있다. CAFM에 전류증폭기를 연결, 미세전류까지 측정가능한 장치를 고안·활용했다.

이를 이용해 MoS₂의 황(S) 원자에 전자 한 개가 더 들어가야 안정된 상태로 존재한다는 것을 밝혀냈다. MoS₂가 n현 반도체(운반체가 전자인 반도체)성을 보인다는 것도 규명했다.

연구팀은 이번 사례와 관련기술이 다양한 저차원전자소재의 전자-결함 관계를 이해하는데 쓰일 것이라고 설명했다. 원인이 밝혀지지 않은 재료의 특성을 이해하는 것에도 기여할 것이라고 밝혔다.

이영희 단장은 “이번 연구성과를 활용해 나노미터(㎚) 크기의 영역에서 2차원 표면의 결함을 찾을 계획”이라면서 “새로운 후속연구를 진행 하고 있다”고 말했다.

대전=김영준기자 kyj85@etnews.com

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