신소재 의 발견

텅스텐 셀레나이드(WSe₂, Tungsten Diselenide)는 2차원 반도체 물질로 주목받고 있는 전이 금속 디칼코게나이드(TMD, Transition Metal Dichalcogenides) 계열의 하나입니다. 이 물질은 주로 물리, 화학, 재료공학 등 여러 학문 분야에서 연구되고 있으며, 특히 전자공학 및 나노기술 분야에서 중요성이 부각되고 있습니다. 다음은 WSe₂의 개념과 정의를 자세히 서술한 내용입니다.  텅스텐 셀레나이드(WSe₂, Tungsten Diselenide)  1. 개요 및 물리적 구조  WSe₂는 화학식이 WSe₂인 화합물로, 텅스텐(W) 원자 하나와 셀레늄(Se) 원자 두 개로 이루어져 있습니다. 이 물질은 벌크 상태에서는 삼각형 격자 구조를 가지며, 이를 층상구조로 쌓아 올린 형태를 띄고 있습니다.  각 층은 텅스텐 원자 한 층이 두 개의 셀레늄 원자 층 사이에 끼어 있는 구조로 되어 있으며, 층간 결합은 상대적으로 약한 반 데르 발스 힘으로 결합되어 있습니다. 이러한 특성 때문에 WSe₂는 벌크 상태에서 쉽게 박리되어 단층 혹은 몇 개의 층으로 이루어진 얇은 막 형태로 제작될 수 있습니다.   단층 WSe₂는 2차원 재료로서 우수한 전기적, 광학적 성질을 나타내며, 전이 금속 디칼코게나이드(TMDs) 물질군의 다른 구성원들(WTe₂, WS₂, MoS₂ 등)과 마찬가지로 직접 밴드갭(direct bandgap)을 가진다는 점에서 매우 중요한 의미를 가집니다. WSe₂의 밴드갭 에너지는 대략 1.65 eV로, 이는 전자 및 광자 소자의 개발에 있어 매우 유용한 특성입니다.  2. 전기적 및 광학적 특성  WSe₂는 전기적 특성에서 반도체로서의 성질을 나타냅니다. 특히, 단층 WSe₂는 직접 밴드갭을 가지고 있어 전자 및 홀의 재결합이 직접적으로 일어날 수 있습니다. 이는 광전 소자, 태양광 전지, LED 등의 응용에 매우 적합한 특성입니다. WSe₂는 전도대와 ...