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2D FET 접촉·수직 적층 논리 및 SERS 기반 광전자/바이오센싱 소자 연구

2D FET contact engineering, vertically stacked logic, and SERS-based optoelectronic biosensing

연구 내용

준금속 PtSe2 접촉과 수직 적층 MoS2/WSe2 구조를 이용해 2D FET의 접촉저항과 회로 동작 특성을 제어하고, SERS 기반 바이오마커 정량까지 확장하는 연구

2D 전계효과 트랜지스터에서 소자 성능은 채널 자체뿐 아니라 source/drain 접촉의 에너지 정렬과 접촉저항에 의해 좌우됩니다. 본 연구실은 PtSe2 기반 준금속 접촉을 설계하여 MoS2와 WSe2에 전하를 효율적으로 주입하고, 화학기상증착으로 형성된 막을 활용해 대면적 소자 적용 가능성을 검증합니다. 또한 vertically stacked 구조를 CFET 개념과 결합하여 gate-tunable resistive element를 통한 이진·삼진 연산을 구현합니다. 더 나아가 MoS2를 SERS 플랫폼에 통합해 spot-to-spot 정량 변동을 완화하며 바이오마커 분석에 적용합니다.

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연구 흐름

초기에는 2D FET의 성능 병목인 접촉저항을 낮추기 위해 PtSe2 접촉의 전하 주입 가능성을 이론과 실험으로 평가하고, MoS2/WSe2 소자에서 접촉 성능 개선을 확인했습니다. 이후에는 CVD 기반 수직 적층 구조를 통해 MOSFET 상호 보완 구성을 만들고, 다중값 로직을 위한 전압 전달 특성 제어 방법을 개발했습니다. 최근에는 MoS2를 SERS 정량 보정에 활용하여 균일성 문제를 데이터 분리 관점에서 다루는 연구로 확장하고 있습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

  • 접촉저항 저감 2D FET
  • 수직 적층 CFET
  • 다중값 로직 게이트
  • CMOS 호환 소자 구조 검증
  • SERS 기반 바이오마커 정량
  • 광학-전기 통합형 센서
  • 근적외선 광검출
  • AR/VR 백플레인 트랜지스터
  • 단결정 2D 박막 어레이
  • 저전력 추론용 회로 블록

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