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[14.01월] 최희철교수 연구실-Patternable Large-Scale Molybdenum Disulfide Atomic Layers Grown by Gold-Assisted Chemical Vapor Deposition

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작성자 최고관리자 댓글 조회 작성일 14-01-24 18:02

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Patternable Large-Scale Molybdenum Disulfide Atomic Layers Grown by Gold-Assisted Chemical Vapor Deposition


- Intek Song, Chibeom Park, Misun Hong, Jaeyoon Baik, Hyun-Joon Shin, Hee Cheul Choi




Two-dimensional (2D) MoS2 has gained much attention for its intrinsically semiconducting property that lacks in graphene. As a consequence, there has been a rapid increase in the number of reports regarding large-scale synthesis of MoS2 by chemical vapor deposition (CVD). However, none of these has accomplished all of uniformity, scalability and patternability due to their intrinsic limit. A novel way to grow MoS2 in large scale with uniformity and in desired patterns is developed. We use Au film as a catalyst on which Mo(CO)6 vapor decomposes to form Mo-Au surface alloy that is an ideal Mo reservoir for the growth of atomic layers of MoS2. Upon exposure to H2S, this surface alloy becomes few-layer MoS2, which can be isolated and transferred on an arbitrary substrate. By simply patterning Au catalyst film by conventional lithographic techniques, MoS2 atomic layers in desired patterns are fabricated. This paper is highlighted as Highly Important Paper, of which importance is within the top 10 % of all Angew. Chem. Int. Ed. papers, and also selected as Inside Back Cover of Angew. Chem. Int. Ed. in January, 2014.



이차원 이황화몰리브덴은 그래핀에는 없는 반도체 특성을 지니고 있어 최근 많은 관심을 받고 있다. 그에 따라 화학기상증착법을 이용하여 이를 대면적으로 합성하는 보고가 최근 눈에 띄게 늘고 있다. 그러나 이러한 방법들의 내재적 한계로 인해 아직까지 이차원 이황화몰리브덴을 넓은 면적에 균일한 두께로, 그리고 원하는 형태로 합성한 보고가 없다. 연구진에서는 이를 극복하여 이황화몰리브덴을 균일·대면적·패턴성장이 가능한 방법을 개발하였다. 연구진은 박막을 촉매로 하여 몰리브덴헥사카보닐을 분해해 몰리브덴- 표면 합금을 형성하였는데, 표면 합금은 두께가 원자 수준으로 얇기 때문에 이차원 이황화몰리브덴을 성장하는데에 아주 적합한 기판이 된다. 표면 합금에 황화수소를 주입하면 이황화몰리브덴으로 바뀌는데, 이를 표면에서 분리하여 임의 기판으로 전사할 있다. 이때 표면을 리소그래피와 같은 방법을 써서 패턴하면 그에 따라 성장하는 이황화몰리브덴 역시 그에 맞추어 패턴 성장이 가능하다. 연구는 안게반테 케미지 상위 10 % 이내 실적에 해당하는 Highly Important Paper 선정되었으며, 2014 1월호 표지논문(inside back cover)으로도 선정되었다.

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