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영국의 유니버시티 칼리지 런던(University College London)과 DZP Technologies의 연구진은 새로운 유형의 나노물질 분산액을 만들었다. 벌크 재료에서 나노시트를 액상으로 박리하기 위해서는 초음파 처리와 같은 고에너지 공정과 재응집을 방지하기 위한 화학적 처리를 필요하다. 이러한 방법은 효과적이고 저렴할 수 있지만, 수율이 보통 몇 퍼센트를 넘기지 못하고 화학 첨가제가 잔류해서 생성된 제품의 특성을 손상시킬 수 있다. 이번에 개발된 방법은 교반이나 계면 활성제를 사용하지 않으면서 단일층 나노시트를 완전히 용해할 수 있다. 그래서 순수하고 고품질의 2차원 재료를 얻을 수 있다. 이 연구는 광전자 및 포토닉스 분야에 유망한 나노물질을 개발하는데 크게 도움을 줄 수 있을 것이다. 이런 분야의 나노물질은 대부분 용해하기가 매우 어렵다. 이 방법을 간단히 살펴보면, 벌크 전구체 층들 사이에 알칼리 금속 원자를 삽입함으로써 벌크 전구체를 가공한다. 생성된 염은 2주 동안에 극성, 비양자성 용매에 노출시키면 교반 또는 원심 분리 없이 알칼리성 금속 양이온과 나노시트 음이온을 가진 균질 용액을 생성한다. 그 후에 기판 위에 용액을 떨어뜨리고 건조시킴으로써 우수한 품질의 평면 단일층 나노시트를 만들 수 있다. 초기 용매 접촉 시에, 2차원 물질은 몇 층 시트로서 용해되고, 입자들 간의 정전기력으로 육각형 2차원 나노시트가 기판 위에 자기 조립한다. 용해된 2차원 물질은 음으로 대전되기 때문에 마이크론 정밀도로 고품질의 층을 대면적으로 증착할 수 있다. 이 방법은 무독성이고 환경친화적이며 작업의 용이성 등의 몇 가지 장점을 가지고 있기 때문에 유연한 광전기적 장치, 투명한 전자 장치, 인쇄된 광검출기, 포토트랜지스터 등에 매우 유용하게 적용될 수 있을 것이다. 이 연구결과는 Enlighten Conference에서 발표되었다. |
