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2D 재료는 특별한 격자 구조를 가지고 있다. 동일한 층의 원자는 공유 결합에 의해 보통 결합되는 반면, 층간의 힘은 반 데르 발스 결합이다. 그들은 댕글링 본드 (dangling bond)없이 슈퍼 깨끗한 표면을 가지고 있다. 따라서 이종 접합의 설계는 이종 접합을 구성하기 위해 2D 재료가 활용될 때 가변적일 것이다. 상이한 2D 재료에 의해 형성된 헤테로 접합은 밴드 정렬, 밴드 갭, 전하 이동 및 광학 특성의 최적화와 같은, 대응하는 단일 성분 2D 재료와 비교하여 유리한 특성을 갖는다. 헤테로 접합의 연구는 2D 재료 분야에서 가장 중요한 주제이다. 최근에 중국 과학원 반도체 연구소의 종민 웨이 (Zhongming Wei) 교수의 리뷰가 SCIENCE CHINA Physics, Mechanics Astronomy ('Chemical vapor deposition growth of two-dimensional heterojunctions')에 발표되었다. 이 리뷰에서, 2D 헤테로 접합을 제조하기 위한 화학 기상 증착 (CVD)의 방법은 지난 몇 년 동안의 연구에 기초하여 언급되었다. 첫째, 2D 재료의 헤테로 접합의 개발 이력이 소개된다. 그리고 나서, 헤테로 접합에 대한 상이한 성장 조건의 영향이 논의된다. 마지막으로, 헤테로 접합을 준비하는 다른 방법들이 언급된다. 전이 방법은 실험실에서 2D 재료의 헤테로 접합에 편리한 기술이다. 연구자들은 원하는 이종 접합을 얻기 위해 이 방법을 쉽게 사용할 수 있다. 그러나 광범위한 응용 분야에는 충분하지 않으며 효율적이고 안정적인 기술이 필요하다. 잠재적인 방법으로 헤테로 접합을 제조하기 위해 화학 기상 증착이 도입되었다. 화학 기상 증착 방법은 성장 조건의 변화에 민감하다. 성장 과정과 최종 헤테로 접합에 대한 여러 요인들의 영향을 확인하는 것은 중요한 연구 주제이다. 이 검토는 온도, 기판, 프리커서 (precursor), 격자 불일치, 캐리어 가스 유량 및 캐리어 가스 조성으로 요인을 분류한다. 요인 중 하나가 변경되면 얻은 헤테로 접합은 다른 구조 또는 구성 요소를 갖게 된다. 이 요인들 또한 서로 영향을 미친다. 따라서 2D 재료의 원하는 헤테로 접합은 화학 기상 증착 시스템의 한 매개 변수를 수정하여 만들 수 없다. 예를 들어, 상이한 프리커스가 사용되는 경우, 상이한 프리커서의 상이한 증발 온도로 인해 성장 온도가 재설정되어야 한다. 이 외에도 헤테로 접합을 제조하기 위해 금속 막, 산화막 및 다른 구성 막과 같은 패터닝된 막을 황화하는 방법도 언급된다. 2D 재료의 헤테로 접합 제작 시 문제를 해결하기 위해서는 더 많은 연구가 필요하다. MBE 및 MOCVD는 또한 제조 기술의 좋은 옵션으로 간주될 수 있다. |
