Ti3C2Tx MXene 기반 표면 공학과 2D 소재 합성 연구

Surface engineering and 2D Ti3C2Tx MXene synthesis

연구 내용

Ti3C2Tx MXene의 산화·표면기능을 활용해 페로브스카이트의 p-i-n 구조에서 계면 결함을 줄이고, 유해 식각제를 줄인 합성으로 재현성 있는 기능성 2D 소재를 확보하는 연구

Ti3C2Tx MXene는 2D 판상 구조와 표면 말단기 조성에 의해 계면에서 전하 이동과 화학적 상호작용을 조절할 수 있는 후보 소재입니다. 연구실은 Ti3C2Tx를 산화 처리하여 p-i-n 구조의 무기 페로브스카이트에서 안정적인 계면을 형성하고, 수분·열 환경에서의 열화 경로를 억제하는 방향으로 연구를 수행합니다. 동시에 기존의 강산·부식성 식각 조건을 대체하기 위해 H3PO4 기반 약산 식각과 갈바닉 반응을 조합하여 Ti3C2Tx MXene를 합성하고, 말단기와 분산성의 상관관계를 공정 조건과 연결해 규명합니다.

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연구 흐름

초기에는 Ti3C2Tx MXene의 2D 합성 공정에서 식각제 독성과 공정 복잡도를 낮추는 방향으로 연구를 시작했습니다. 2024년에는 H3PO4와 금속 플루오라이드 조합을 통해 MAX 전구체를 효율적으로 식각하고, 추출 과정에서 표면 말단기를 유지하면서 수중 분산성을 확보하는 합성 전략을 정립했습니다. 이후 산화된 Ti3C2Tx를 페로브스카이트 소자에 적용하여 p-i-n 계면의 안정화와 소자 열화 억제를 동시에 확인하는 장치 연계 연구로 확장했습니다.

활용 가능성

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

수분 안정화용 계면 코팅
2D 소재 기반 전하 수송 계면
유기·무기 하이브리드 코팅 소재
박막 계면 결함 저감 설계
유해 식각 공정 대체 합성 플랫폼
고분산 MXene 수용액 공정
p-i-n 구조 계면 엔지니어링
표면 말단기 제어 기반 소자 안정화
대면적 페로브스카이트 공정 호환 소재
환경친화 2D 나노소재 제조 기술