• Applied Microscopy
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• 제48권2호
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• pp.43-48
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• 2018

Transition metal dichalcogenide (TMD) materials have distinctive structures in comparison with other two-dimensional materials. TMD materials' structure is held together by van der Waals and covalent intralayer interactions; consequently, TMDs exhibit multiple phases and properties depending on their structure. This article reviews some of the research currently being undertaken to control TMD phases to utilize their different properties. This review introduces some trials for changing the phase of TMDs.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.291.2-291.2
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• 2016

3D semiconductor material of silicon that is used throughout the semiconductor industry currently faces a physical limitation of the development of semiconductor process technology. The research into the next generation of nano-semiconductor materials such as semiconductor properties superior to replace silicon in order to overcome the physical limitations, such as the 2-dimensional graphene material in 2D transition-metal dichalcogenide (TMD) has been researched. In particular, 2D TMD doping without severely damage of crystal structure is required different conventional methods such as ion implantation in 3D semiconductor device. Here, we study a p-type doping technique on tungsten diselenide (WSe2) for p-channel 2D transistors by adjusting the concentration of hydrochloric acid through Raman spectroscopy and electrical/optical measurements. Where the performance parameters of WSe2 - based electronic device can be properly designed or optimized. (on currents increasing and threshold voltage positive shift.) We expect that our p-doping method will make it possible to successfully integrate future layered semiconductor devices.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제5회(2016년)
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• pp.368-372
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• 2016

In this paper, the physics-based analytical model of transition metal dichalcogenide (TMD)-based double-gate (DG) tunneling field-effect transistors (TFETs) is proposed. The proposed model is derived by using the two-dimensional (2-D) Landauer formula and the Wentzel-Kramers-Brillouin (WKB) approximation. For improving the accuracy, nonlinear and continuous lateral energy band profile is applied to the model. 2-D density of states (DOS) and two-band effective Hamiltonian for TMD materials are also used in order to consider the 2-D nature of TMD-based TFETs. The model is validated by using the tight-binding non-equilibrium Green's function (NEGF)-based quantum transport simulation in the case of monolayer molybdenum disulfide ($MoS_2$)-based TFETs.

• 전기화학회지
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• 제23권2호
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• pp.25-38
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• 2020

태양광 흡수 물분해는 화석연료 대체 에너지원으로 떠오르는 수소에너지를 생산할 수 있는 가장 유망한 방법이다. 현재 전이 금속 디칼코제나이드 (transition dichalcogenide, TMD)는 물분해 촉매 특성이 뛰어난 물질로 많은 관심을 끌고 있다. 본 연구에서는 실리콘 (Si) 나노선 어레이 전극 표면에 대표적 TMD 물질인 4-6족의 이황화 몰리브덴 (MoS₂), 이셀렌화 몰리브덴(MoSe₂), 이황화 텅스텐 (WS₂), 이셀렌화 텅스텐 (WSe₂) 나노시트 합성할 수 있는 방법을 개발하였다. Si나노선 전극을 금속 이온 용액으로 코팅하고, 황 또는 셀레늄의 화학 기상 증착법(chemical vapor deposition)을 이용하는 것이다. 이 방법으로 TMD 나노시트를 약 20 nm 두께로 균일하게 합성하였다. p형 Si-TMD 나노선 광전극으로 구성된 광화학전지는 태양광 AM1.5G, 0.5 M H₂SO₄ 전해질에서 개시 전위 0.2 V를 가지며 0 V (vs. RHE)에서 20 mA cm^-2 이상의 전류를 낼 수 있다. 수소 발생 양자효율은 90% 정도로 우수한 물분해 촉매 특성을 확인하였다. MoS₂ 및 MoSe₂는 3시간 동안 90% 이상의 우수한 광전류 안전성을 보여주었으나, WS₂ 및 WSe₂는 상대적으로 적은 80%였다. MoS₂, MoSe₂는 Si 나노선 표면에 균일한 시트 형태로 씌워졌지만, WS₂, WSe₂는 조각 형태로 붙었다. 따라서 Si 표면을 잘 보호하지 못하기 때문에 Si나노선이 더 잘 산화되어 안정성이 낮아지는 것으로 해석하였다. 본 연구결과는 TMD의 수소 발생 촉매 특성을 이해하는 데 크게 기여할 것으로 예상한다.

• 접착 및 계면
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• 제21권3호
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• pp.107-112
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• 2020

원자층 두께의 전이금속 칼코겐화합물(transition-metal dichalcogenide, TMD) 기반 반도체 소재는 그래핀과 비슷한 구조의 이차원구조를 지니는 소재로서 조절 가능한 밴드갭 뿐만 아니라 우수한 유연성, 투명성 등 다양한 장점으로 인해 다양한 미래사회의 전자소자에 활용될 수 있는 소재로서 각광받고 있다. 하지만 이러한 TMD 소재들은 수분과 산소에 매우 취약하다는 단점 때문에 대기안정성을 해결할 수 있는 다양한 시도가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 핫픽업 전사기술을 이용하여 TMD 반도체 소재 중 하나인 WSe₂ 와 이차원 절연체 h-BN와의 수직 헤테로 구조를 제작하여 WSe₂의 대기 안정성을 향상시키기 위한 연구를 수행하였으며, h-BN/WSe₂ 구조를 활용하여 WSe₂ 기반 고성능 전계효과 트랜지스터 제작에 대한 연구를 수행하였다. 제작된 소자의 전기적 특성을 분석한 결과, h-BN에 의해 표면이 안정화된 WSe₂ 기반 소자는 대기안정성 뿐만 아니라 150 ㎠/Vs의 상온 정공 이동도, 3×10⁶의 온/오프 전류비, 192 mV/decade의 서브문턱스윙 등 우수한 전기적 특성을 갖는다는 것 또한 확인할 수 있었다.

• 진공이야기
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• 제3권4호
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• pp.8-13
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• 2016

The need of space-resolved x-ray photoelectron spectroscopy (XPS) has developed scanning photoelectron microscopy (SPEM). SPEM provides space-resolved XPS data from a spot of a sample as well as images of specific element, chemical state, valency distribution on the surface of a sample. Based on technical advancement of tight x-ray focusing, sample positioning accuracy, and electron analyzer efficiency, SPEM is now capable of providing ~100 nm space resolution for typical XPS functionality, and SPEM has become actively applied for the investigation of chemical state, valency, and electronic structure on the surface of newly discovered materials, such as graphene layers, dichalcogenide 2D-materials, and heterogenous new functional materials.

• 전자통신동향분석
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• 제29권6호
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• pp.43-52
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• 2014

수 원자층 두께의 전이금속 칼코겐화물 이차원 반도체 소재는 스위칭 소자 등에 활용하기에 적합한 밴드갭 에너지를 가지며, 높은 이동도와 우수한 광반응성으로 인해 최근 큰 관심을 끌고 있다. 특히 이차원 소재이므로 dangling bond가 없다는 점, 구조적 안정성, 실리콘에 뒤지지 않는 고이동도, 직접천이 특성 등으로 인해 차세대 전자소자용, 더 나아가 실리콘 반도체 대체 소재로써의 가능성도 점쳐지고 있다. 본고에서는 전이금속 칼코겐화물 이차원 반도체의 소재 특성과 제조방법, 소자 응용면에서의 기술개발 동향, 시장전망 등에 대해 소개하고, 이 소재가 현재 기대하는 만큼 중요하게 활용되고 기술이 발전하기 위해서 반드시 해결해야 할 숙제 등에 대해 논의하고자 한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.575-575
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• 2012

Synthesis of novel two dimensional materials has gained tremendous attention recently as they are considered as alternative materials for replacing graphene that suffers from a lack of bandgap, a property that is essential for many applications. Single layer molybdenum disulfide ($MoS_2$) has a direct bandgap (1.8eV) that is promising for use in next-generation optoelectronics and energy harvesting devices. We have successfully grown high quality single layer $MoS_2$ by a facile vapor-solid transport route. As-grown single layer $MoS_2$ was carefully characterized by using X-ray diffraction, Raman spectroscopy, field emission scanning electron microscopy and electrical transport measurement. The results indicate that a high quality single layer $MoS_2$ can be successfully grown on silicon substrate. This may open up great opportunities for the exploration of novel nanoelectronic devices.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제5회(2016년)
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• pp.295-298
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• 2016

Future logic device over the FinFET generation requires a complete electrostatics and transport characteristic for low-power and high-speed operation as extremely scaled devices. Silicon, Germanium and III-V based nanowire-based MOSFET devices and few-layer TMDC (Transition metal dichalcogenide monolayers) based multi-gate devices have been brought attention from device engineers due to those excellent electrostatic and novel device characteristic. In this study, we simulated ultrascaled Si/Ge/InAs gate-all-around nanowire MOSFET and MoS2 TMDC based DG MOSFET and TFET device by tight-binding NEGF method. As a result, we can find promising candidates of the future logic device of each channel material and device structures.

• 한국표면공학회지
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• 제49권2호
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• pp.186-190
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• 2016

In this study, we fabricated the transparent photovoltaic device using 2-dimensional transition-metal dichalcogenides and investigated the transparency and photovoltaic characteristics. P-n heterojunction was formed by mechanical exfoliation and aligned transfer method on the transparent sheet using n-type $MoS_2$ and p-type $WSe_2$. Our transparent photovoltaic device exhibited the open-circuit voltage of ~ 0.15 V and the short-circuit current of 0.48 nA under illumination of white light.