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저차원 반도체 박막·자유막 및 나노구조 기반 광·전기 소자 연구

Low-dimensional semiconductor thin films and free-standing membranes for optoelectronic and switching devices research

연구 내용

2D MoS2, GaN, PtS, GeTe와 WO3/WS2, ZnS 나노구조를 합성·증착·에피택시로 구현하고, 표면/계면 공정 제어와 자유막 분리로 광검출 및 전기 스위칭 소자 특성을 확보하는 연구

2D·저차원 반도체와 나노구조를 대면적 공정 관점에서 합성·박막화합니다. TEMPO-cellulose nanofibers 위에서 MoS2를 수직 정렬로 성장시키고, 다공성 TiN 버퍼를 이용한 GaN 이종에피택시에서는 기계적 응력과 박리 문제를 계면 구조로 완화합니다. PtS 초박막은 변형 저항 특성과 함께 가시~중적외선 광검출 반응을 보이며, GeTe·GeSe 계열 자유막은 변형-유도 spalling로 웨이퍼 스케일 구조를 유지한 채 제작해 상변화 기반 전기 스위칭을 구현합니다. 또한 ZnS 및 WO3/WS2 이종 나노와이어 합성, 전기도금 기반 코발트 박막의 미세조직 제어, 다층 금속박판·연료전지 분리판 제조 특허로 확장해 소자용 박막 공정의 재현성을 확보합니다.

관련 연구 성과

관련 논문

8편

관련 특허

3건

관련 프로젝트

3건

연구 흐름

초기에는 ZnS 나노구조를 in situ 조건 제어로 계층적으로 성장시키고, TEM 기반 관찰과 전자 토모그래피·3D 프린팅으로 구조를 가시화하는 방향으로 연구를 시작했습니다. 이후에는 2D 전이금속 황화물의 기계적·생분해 특성을 활용한 센서용 박막 성장과, porous 버퍼를 적용한 GaN 이종에피택시로 결함·박리 저감을 확장했습니다. 이어서 PtS 초박막 기반 광검출과 GeTe 자유막의 웨이퍼 스케일 spalling 공정으로 전기 스위칭 응용을 구체화했습니다. 최근에는 박막 코팅 복합재 및 2.1D 반도체 패키지용 미세기판 개발, 머신비전 기반 미세조직 계측 자동화로 공정-물성 연계 최적화 역량을 강화하고 있습니다.

활용 가능성

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

  • 대면적 2D 반도체 기반 바이오 일시 센서
  • porous 버퍼 기반 고품질 GaN 템플릿
  • 변형 허용 초박막 광검출기
  • 상변화 자유막 기반 flexible PCM 소자
  • 이종접합 나노와이어 기반 광응답 소자
  • 나노구조 계층합성 공정 스케일업
  • 전자 토모그래피-3D 시각화 기반 공정 검증
  • 박막 코팅 내열·발열 기능성 복합재
  • 2.1D 반도체 패키지용 미세기판 기술
  • 머신비전 기반 미세조직 물성 예측 시스템

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