전자현미경: 상전이를 볼 수 있게 하다

전문가 제언

상전이(phase transformations)는 재료의 원자들이 집단적으로 재배열될 때에 발생하는데, 재료의 특성을 변경시키는데 사용될 수 있다. 형상, 기계강도, 전기전도도, 화학반응성과 같은 거시적 파라미터들이 상전이로 인해 변화하게 되고, 이에 따라 상전이 현상은 형상기억합금, 정보저장, 에너지저장과 같은 분야들에서 중요하다. 상전이는 전통적으로 거시적인 방법으로 연구되어 왔으나, 최근에는 직접 관찰 투과현미경 방식(in situ transmission electron microscopy)을 이용하여 원자단위로 직접 관찰할 수 있게 되었다. 지금은 이 장치를 활용하여 일상적으로 원자해상도 수준에서 이미징(imaging) 작업을 하고 있지만, 아직까지는 3차원 시료와 현미경의 낮은 시간해상도(temporal resolution) 때문에 상전이하는 동안 이러한 직접 관찰법으로는 원자 각각의 운동들을 포착하여 묘사할 수는 없었다. 최근 Suenaga 그룹이 수차보정 주사투과전자현미경(aberration-corrected scanning TEM)을 사용하여 MoS2 단분자층에서의 반도체-금속 상전이 현상을 원자해상도 수준에서 관찰하였다.

 

유연성 나노전자 및 광전자에 적용이 가능한 재료로 많은 관심을 받고 있는 MoS2가 가진 두 상들, 즉 열역학적으로 안정한 반도체 (2H)와 준안정 금속 (1T) 상들은 뚜렷이 다른 전자 특성들을 가지고 있는데, 단지 두 황 면들(sulfur planes)중 하나의 횡방향 변위(transversal displacement) 만이 다를 뿐이다. 2H-to-1T 상전이는 S 원자면의 단순 미끄러짐을 통해서 일어나고 있으나, 이러한 집단적 미끄러짐은 지금까지 실험으로 증명 된 바 없고, 더욱이 새로운 상이 매트릭스 내에서 어떻게 핵을 생성하고 성장하는지에 대해서는 분명하게 규명되지 않은 상태로 남아 있다.

 

저자

W. Zhou

자료유형

연구단신

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2014

권(호)

9()

잡지명

Nature Nanotechnology

과학기술
표준분류

재료

페이지

333~334

분석자

정*생

분석물

• 전자현미경; 상전이를 볼 수 있게 하다.pdf [245,278 byte]

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