2차원 재료: 좁히면 금속성

전문가 제언

결정을 나노크기로 줄임으로써 원자 격자를 재배열시키고, 아울러 새로운 재료의 특성을 만들어 낼 수 있는데, 이러한 재배열은 단일 원소 재료로부터 만들어진 박막과 폭이 좁은 선에서 주로 관찰된다. 단일 원소 이상으로부터 만들어진 재료들의 이용은 결정의 조성을 바꿀 수 있기 때문에 부가적인 자유도를 제공하는 것이 가능해져서, 이러한 구조들의 원자 재배열에 대한 연구가 전자빔 리소그래피(electron-beam lithography)와 같은 하향식 방법을 사용하여 수행된 바 있다. 예를 들면, 0.35 nm 정도의 폭을 가진 황화몰리브덴 리본(molybdenum sulfide ribbons)을 투과전자현미경의 전자빔을 조사하여 MoS2 박판에 구멍을 만들어 냄으로서 제작하였다. 최근에 W. Z. Lin 그룹이 MoS2와 그 외 반도체 전이금속 dichalcogenide 박판들을 이용하여 서브나노선(subnanometre wires)을 제작하였고, 이들 선이 금속성임을 밝혔다.

 

기계적으로 박리된 MoS2, MoSe2, WSe2 단층 편상(monolayer flakes)을 주사투과전자현미경에서 비교적 낮은 에너지를 가진 전자빔으로 노출시켜 지정된 위치에 구멍들을 나란히 만들었다. 에너지빔은 모 시트(parent sheets)에 있는 좀 더 가벼운 원소들을 knock-off 효과, 이온화 효과 또는 이들 둘을 조합한 효과에 의해 제거할 수 있다. 따라서 두 개의 구멍들이 서로 가까이에서 만들어지면, 구멍의 크기는 급속하게 증가하여 두 구멍들 간에는 리본이 형성된다. 리본의 폭이 임계 크기를 지나 더욱 좁혀질 때, 리본은 전자빔 조사 하에서 충분히 견딜 수 있을 만큼 강하고 균일한 크기를 가진 선으로 된다. 예를 들면, MoS2 편상에 세 개의 구멍들을 서로 가까이 만들어 Y-형상으로 연결된 세 개의 선들이 제작된 바 있는데, 이 나노선들은 유연성이 있어 전자빔을 조사하면 원자 구조가 유지되면서 회전하고 굽어질 수 있는 것으로 밝혀졌다.

저자

W. Guo, X. Liu

자료유형

연구단신

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2014

권(호)

9()

잡지명

Nature Nanotechnology

과학기술
표준분류

재료

페이지

413~414

분석자

정*생

분석물

• 2차원 재료; 좁히면 금속성.pdf [241,481 byte]

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