신소재 의 발견

디칼코게나이드(TMDs, Transition Metal Dichalcogenides)는 전이 금속과 칼코겐 원소로 이루어진 2차원 층상 구조의 화합물 그룹을 말합니다. 이들 화합물은 일반적으로 화학식 MX2MX_2MX2로 표현되며, 여기서 MMM은 전이 금속(Transition Metal), XXX는 칼코겐(산소, 황, 셀레늄, 텔루륨 등의 원소)입니다. 대표적인 TMDs에는 MoS₂(몰리브덴 이황화물), WS₂(텅스텐 이황화물), WSe₂(텅스텐 셀레나이드), MoSe₂(몰리브덴 셀레나이드) 등이 있습니다.  디칼코게나이드(TMDs, Transition Metal Dichalcogenides) 1. 구조적 특성  TMDs는 일반적으로 삼중층 구조를 가지며, 각 층은 칼코겐-전이 금속-칼코겐의 순서로 배열됩니다. 각 층은 강한 공유 결합에 의해 결합되어 있지만, 층과 층 사이에는 약한 반데르발스 힘이 작용하여 쉽게 분리될 수 있습니다. 이러한 특성으로 인해 TMDs는 매우 얇은 두께로 박리될 수 있으며, 특히 단층 형태의 2차원 물질로 만들 수 있습니다.  • 단층 TMDs: TMDs를 단층으로 박리하면 독특한 전자적, 광학적 특성을 나타냅니다. 예를 들어, 벌크 MoS₂는 간접 밴드갭 반도체이지만, 단층 MoS₂는 직접 밴드갭 반도체로 변합니다. 이러한 변화는 전자 및 광전자 응용에서 중요한 의미를 가집니다.  2. 전자적 특성  TMDs의 전자적 특성은 전이 금속 원소와 칼코겐 원소의 조합에 따라 크게 달라집니다. 대부분의 TMDs는 반도체 특성을 가지며, 일부는 금속적 성질을 가지기도 합니다. 예를 들어, MoS₂는 반도체 특성을 가지며, NbSe₂(나이오븀 셀레나이드)는 금속성을 띱니다.  TMDs의 밴드갭 에너지는 일반적으로 1~2 eV 사이로, 이는 실리콘 기반 반도체보다 넓은 밴드갭을 가집니다. 이러한 특성은 고속 전자 소자, 저전력 소자, 그리고 광전자 소자에 유리한 특성을 제공합니다. 또한, ...