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왼쪽부터 이태규 학생(공동 제1저자), Nguyen Huu Lam 학생 (공동 제1저자), 김정대 교수(공동 교신저자), 장영준 교수(공동 교신저자), 최병기 박사 (공동 교신저자). |
[대학저널 온종림 기자] 서울시립대학교 물리학과 장영준 교수 연구팀이 울산대학교 김정대 교수, 미국 버클리 연구소 최병기 박사와 함께 코발트 셀레늄화물(Cobalt Selenide, CoSe₂) 단일층을 새롭게 합성하고, 두 가지 전자 상전이 현상을 발견했다.
연구팀은 ‘분자살켜쌓기(MBE) 증착기법’을 사용하여 그래핀 위에 코발트 셀레늄화물 단일층 박막 합성에 성공했다. 이 박막을 방사광가속기의 각도분해 광전자 분광법과 울산대의 주사터널현미경을 활용해 전자구조와 원자구조 특성을 분석했다. 이를 통해 전자-포논(고체 물질 내에서 원자들이 진동하면서 발생하는 양자화된 진동 에너지)과 전자 간의 상호작용으로 인해 2차원 구조에서 새로운 전기적 상전이 현상이 발생하는 것을 확인했다.
코발트 화합물은 센서, 배터리, 물 전기 분해 장치 등 다양한 분야에 활용되고 있다. 이번 연구에서 발견된 전기적 특성은 차세대 반도체 소자 개발에 중요한 가능성을 제시한다.
장영준 교수는 “이번 연구로 개발된 코발트 셀레늄화물 단일층 구조는 두 가지 독특한 전자 상호작용을 연구할 수 있는 중요한 플랫폼이 될 수 있으며, 2차원 반도체 소자 개발의 기초가 될 수 있을 것”이라고 밝혔다.
이번 연구 결과는 24일, 한국 나노기술협의회에서 발간하는 나노분야 최상위급 국제학술지인 Nano Convergence (Impact factor: 11.7)에 ‘Emergence of two distinct phase transitions in monolayer CoSe2 on graphene’이라는 제목으로 게재되었다.
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