Á¶¹®È£ ȸ¿ø (Æ÷Ç×°ø´ë) ¿¬±¸ÆÀ, 2Â÷¿ø ¼ÒÀç Â÷°îÂ÷°î ½×¾Æ »õ·Î¿î Àΰø ¹°ÁúÀ» ÀÚÀ¯ÀÚÀç·Î µðÀÚÀÎÇÑ´Ù
IBS ¿øÀÚÁ¦¾î ÀúÂ÷¿ø ÀüÀÚ°è ¿¬±¸´Ü, ¿øÀÚÃþ µÎ²²ÀÇ 2Â÷¿ø ¹ÝµµÃ¼ ÃÊ°ÝÀÚ ±¸Á¶ ¼ºÀå¹ý ÃÖÃÊ ±¸Çö
 
¡ã ¿ÞÂʺÎÅÍ Æ÷Ç×°ø´ë ½Å¼ÒÀç°øÇаú Á¶¹®È£ ±³¼ö, Áø°­Å ¹Ú»ç, ÀÌâ¼ö ¾¾
 
¹ÝµµÃ¼ ÃÊ°ÝÀÚ ÃÊ°ÝÀÚ(superlattice)*1´Â ¼­·Î ´Ù¸¥ ¿øÀÚÀÇ ÁÖ±âÀû ¹è¿­À» ÀÎÀ§ÀûÀ¸·Î Á¶ÀýÇØ ÇÕ¼ºÇÑ °ÍÀÌ´Ù. ÀÌ´Â °í¼º´É ¹ÝµµÃ¼, ·¹ÀÌÀú, µð½ºÇ÷¹ÀÌ »ê¾÷¿¡ ³Î¸® È°¿ëµÈ´Ù. ´ëÇ¥ÀûÀ¸·Î LED(¹ß±¤´ÙÀÌ¿Àµå) ±â¼úÀº ÁúÈ­°¥·ý µî È­Çй°ÁúÀ» ¼ö ³ª³ë¹ÌÅÍ ÃþÀ¸·Î ¹Ýº¹ ±¸¼ºÇÑ ÃÊ°ÝÀÚ ±¸Á¶¸¦ ÅëÇØ ¿Ï¼ºµÆ´Ù.
 
±×·±µ¥ ±âÁ¸ ÃÊ°ÝÀÚ ±¸Á¶ ¼ÒÀç´Â °­ÇÑ °øÀ¯ °áÇÕÀ¸·Î ÀÎÇØ 2Â÷¿ø ¹ÝµµÃ¼¿¡´Â È°¿ëµÇ±â ¾î·Á¿ü´Ù. ¿©·¯ ¹ÝµµÃ¼ Áß µÎ²²°¡ °ÅÀÇ ¾ø´Â 2Â÷¿ø ¹ÝµµÃ¼´Â ÃʼÒÇü¡¤ÀúÀü·Â ÀüÀÚ±â±â ±¸ÇöÀÇ ÇÙ½É ¼ÒÀç·Î ²ÅÈù´Ù. ÇÏÁö¸¸ ÀÌÁ¦±îÁö Ãþ°£ ¾àÇÑ »óÈ£ÀÛ¿ëÀ¸·Î 2Â÷¿ø ¹ÝµµÃ¼¸¦ ¿øÀÚ ´ÜÀ§¿¡¼­ µÎ Á¾·ù ÀÌ»ó ½×¾Æ Á¦¾îÇÏ´Â ±â¼úÀº ±¸ÇöµÇÁö ¸øÇß´Ù.
 
½Å¼ÒÀç°øÇаú Á¶¹®È£ ±³¼öÆÀ(±âÃÊ°úÇבּ¸¿ø(IBS, ¿øÀå ³ëµµ¿µ) ¿øÀÚÁ¦¾î ÀúÂ÷¿ø ÀüÀÚ°è ¿¬±¸´Ü ºÎ¿¬±¸´ÜÀå)Àº ¼­·Î ´Ù¸¥ ¿øÀÚÃþ ¹ÝµµÃ¼¸¦ Â÷°îÂ÷°î ½×´Â ¹°Áú ¼ºÀå¹ýÀ» °³¹ßÇß´Ù. ÀÌ·Î½á ¿øÀÚÃþ µÎ²²ÀÇ 2Â÷¿ø ¹ÝµµÃ¼ ÃÊ°ÝÀÚ ±¸Á¶¸¦ °¡Áø ½Å¹°ÁúÀ» ¼¼°è ÃÖÃÊ·Î ±¸ÇöÇß´Ù. µû¶ó¼­ »õ·Î¿î ¾çÀÚ Á¤º¸ ¹ÝµµÃ¼ Ç÷§ÆûÀ» Á¦½ÃÇÏ¸ç ¾çÀÚÄÄÇ»Æà ¿øõ ±â¼ú È®º¸¸¦ ¾Õ´ç±æ °ÍÀ¸·Î ±â´ëµÈ´Ù.
 
ÀÌ¹Ì 2Â÷¿ø ¹ÝµµÃ¼ ¹°ÁúÀ» µÎ ÃþÀÇ ´ÜÀÏ Á¢ÇÕÀ» ÅëÇØ ¸¸µå´Â ±â¼úÀº ¾Ë·ÁÁ³´Ù. ÇÏÁö¸¸, Ãþ°ú Ãþ »çÀÌ¿¡ ¾àÇÑ °øÀ¯ °áÇÕÀ¸·Î ÀÎÇØ ¹Ú¸·ÀÌ ±ÕÀÏÇÏ°Ô ½×¾ÆÁöÁö ¾Ê¾Æ 3Ãþ ÀÌ»óÀ¸·Î ½×´Â ±â¼úÀº ºÒ°¡´ÉÇß´Ù. À̹ø ¿¬±¸¿¡¼­´Â Á¢ÇÕ ±â¼úÀ» ¿¬¼ÓÀ¸·Î »ç¿ë, ¼­·Î ´Ù¸¥ ¿øÀÚÃþ ¹ÝµµÃ¼°¡ 9Ãþ±îÁö ¹Ýº¹µÇ´Â ¹ÝµµÃ¼ ÃÊ°ÝÀÚ ±¸Á¶¸¦ óÀ½À¸·Î ±¸ÇöÇß´Ù. ¿¬±¸ÁøÀº ±Ý¼ÓÀ¯±âÈ­ÇÐÁõÂø¹ý*2À» ÀÌ¿ëÇÏ¿© 2Â÷¿ø ¹ÝµµÃ¼ÀÎ ÀÌȲȭ¸ô¸®ºêµ§(MoS2), ÀÌȲȭÅÖ½ºÅÙ(WS2), À̼¿·¹´½È­ÅÖ½ºÅÙ(WSe2) µîÀ» Á¾·ù¿Í ¼ø¼­¸¦ Á¦¾îÇÏ¿© ½×¾Æ »õ·Î¿î ±¸Á¶¸¦ °¡Áø Àΰø ¹ÝµµÃ¼ ¼ÒÀ縦 °³¹ßÇس´Ù.
 
¿¬±¸ÁøÀÌ °³¹ßÇÑ 2Â÷¿ø ¹ÝµµÃ¼ ÃÊ°ÝÀÚ ±¸Á¶ ¼ºÀå¹ýÀ» ÀÌ¿ëÇÏ¸é ¿øÀÚÃþ ¼öÁØ¿¡¼­ ¿øÀÚ Á¾·ù¿Í ÁÖ±âÀÇ ÀÎÀ§Àû Á¦¾î°¡ °¡´ÉÇÏ´Ù. ÀÌ´Â »õ·Î¿î Àΰø ¹°ÁúÀ» ÀÚÀ¯ÀÚÀç·Î µðÀÚÀÎÇÔÀ¸·Î½á, ´Ù¾çÇÑ ÀüÀÚ ±¸Á¶¸¦ °®´Â ¹ÝµµÃ¼ ±â¼ú·Î À̾îÁú ¼ö ÀÖ´Ù.
 
³ª¾Æ°¡ ¿¬±¸ÁøÀº ¹ë¸®(valley)*3¶ó´Â ÀüÇÏÀÇ »õ·Î¿î ÀÚÀ¯µµ ÀúÀåµµ È®ÀÎÇß´Ù. ¹ë¸®´Â 2Â÷¿ø ¹ÝµµÃ¼ ÃÊ°ÝÀÚ ±¸Á¶¿¡¼­ ¾çÀÚ Á¤º¸ÀÇ ¸Å°³Ã¼·Î ÀÌ¿ëµÉ ¼ö ÀÖ´Ù. ¸ðµç ´ÜÀÏÃþÀÇ 2Â÷¿ø ¹ÝµµÃ¼ ¼ÒÀç´Â ¹ë¸® ÀÚÀ¯µµ¸¦ °¡Á®¼­ 2°¡Áö ÀÌ»ó °ªÀ» µ¿½Ã¿¡ ³ªÅ¸³»°Å³ª º´·Ä ¿¬»êÀÌ °¡´ÉÇÑ ¾çÀÚ Á¤º¸¸¦ ÀúÀåÇÒ °ÍÀ¸·Î ±â´ëµÇ¾ú´Ù. À̹ø ¿¬±¸¸¦ ÅëÇØ ÃÊ°ÝÀÚÀÇ ¹Ýº¹ Ƚ¼ö¿Í ÀúÀåµÇ´Â ¾çÀÚ Á¤º¸°¡ ºñ·ÊÇÏ°í, ÀÌ Á¤º¸°¡ ³²¾Æ ÀÖÀ½À» È®ÀÎÇß´Ù. ÀÌ·Î½á »õ·Î¿î ¹ÝµµÃ¼ ÃÊ°ÝÀÚ°¡ ¾çÀÚ Á¤º¸ ¿¬»êÀÌ °¡´ÉÇÑ ¾çÀÚ ¹ÝµµÃ¼ Ç÷§Æû¿¡ È°¿ëµÉ ¼ö ÀÖÀ» °ÍÀ¸·Î ±â´ëµÈ´Ù.
 
±³½ÅÀúÀÚ Á¶¹®È£ ±³¼ö´Â ¡°2Â÷¿ø ¹ÝµµÃ¼ ÃÊ°ÝÀÚ ±¸Á¶´Â Çö´ë ÀüÀÚ ¼ÒÀÚ ¶Ç´Â ±¤¼ÒÀÚ ¹ÝµµÃ¼ ±â¼ú¿¡ »õ·Î¿î ¹æÇ⼺À» Á¦½ÃÇÒ °ÍÀÌ´Ù.¡±¸ç ¡°ÇâÈÄ Â÷¼¼´ë ¾çÀÚÄÄÇ»Æà ¼ÒÀÚ ºÐ¾ßÀÇ ¿øõ ±â¼ú Áß Çϳª°¡ µÉ ¼ö ÀÖ´Ù¡±°í ¾ð±ÞÇß´Ù.
 
À̹ø ¿¬±¸´Â ¼¼°èÀû ÇмúÁö ³×ÀÌó ³ª³ëÅ×Å©³î·ÎÁö(Nature Nanotechnology, IF=39.213)ò¼¿¡ 7¿ù 16ÀÏ °ÔÀçµÆ´Ù.
 
¡á ¿ë¾î ¼³¸í
1. ÃÊ°ÝÀÚ(superlattice)
µÎ Á¾·ù ÀÌ»óÀÇ ¹°ÁúÀÌ ÁÖ±âÀûÀÎ ÃþÀ» ÀÌ·ç°í ÀÖ´Â ±¸Á¶¸¦ ¸»ÇÑ´Ù. ÀϹÝÀûÀ¸·Î °¢ ÃþÀÇ µÎ²²´Â ¼ö nm (³ª³ë¹ÌÅÍ? 1nm´Â 10¾ï ºÐÀÇ 1m) Á¤µµÀÌ´Ù.
2. ±Ý¼ÓÀ¯±âÈ­Çбâ»óÁõÂø¹ý
Áø°ø »óÅ¿¡¼­ ±âÆÇÀ» ³Ö°í Áõ±â¾ÐÀÌ ³ôÀº À¯±â ±Ý¼Ó È­ÇÕ¹°ÀÇ Áõ±âµéÀÇ È­ÇÐ ¹ÝÀÀÀ» ÀÌ¿ëÇÏ´Â ¹Ú¸· Çü¼º¹ý. °íÇ°À§ÀÇ ¹Ú¸·À» ´ë·® »ý»êÇÒ ¼ö ÀÖ´Â ¹æ¹ýÀÌ´Ù.
3. ¹ë¸® ÀÚÀ¯µµ(valley degree of freedom)
¾î¶² ¹°Áú¿¡ ¿îµ¿·®Àº ´Ù¸£Áö¸¸ °°Àº ¿¡³ÊÁö °¡Áö´Â 2°³ÀÇ ¹ë¸®°¡ Á¸ÀçÇÏ¸é ±× ¹°ÁúÀÇ ÀüÀÚ´Â ¹ë¸® ÀÚÀ¯µµ¸¦ °¡Áø´Ù°í ÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù.
 
¡á ³í¹® Á¤º¸
*³í¹®¸í: Heteroepitaxial van der Waals semiconductor superlattices
*URL: https://doi.org/10.1038/s41565-021-00942-z
 
-Ãâó: POSTECH ¿¬±¸¼º°ú