측면 이종접합 2차원 반도체의 초고속 광전자공학 연구

본 과제는 2차원 반도체의 ‘측면’ 이종접합에서 빛이 물질에 작용할 때 엑시톤과 전하가 초고속으로 어떻게 움직이는지 이해하고, 이를 활용하는 초고속 광전자공학 응용 가능성을 확인하는 연구임. 연구 목표는 atomically sharp한 측면 접합 계면에서 일어나는 초고속 빛-물질 상호작용을 초고속 시간분해 레이저 마이크로스코피로 직접 관측하여, 엑시톤 확산과 분리, 측방 계면 엑시톤 등 새로운 동역학을 규명하고 초고속 광전자 소자 프로토타입을 제작하는 데 있음. 핵심 연구 내용은 팸토초-피코초 시분해와 마이크로미터 공간분해를 동시에 갖는 초고속 펌프-프로브 스케닝 마이크로스코피로 엑시톤/케리어의 확산, 전하 전달, 계면 엑시톤 형성을 측정하며, two-pulse 시분해 광전류 분광학과 전기-광학적 샘플링 기반 테라헤르츠 측정으로 소자 특성을 분석하는 것임. 기대 효과는 측면 이종접합 구조의 높은 제작 feasibility를 바탕으로 엑시톤 물성의 핵심 파라미터 획득이 가능해지고, 초고속 광전류 스위칭 소자 및 테라헤르츠 발생 소자 등 실질 응용의 길을 여는 데 있음.