[대학저널 임지연 기자] 성균관대학교(총장 정규상) 에너지과학과 정문석 교수(교신저자)와 박사과정 이찬우 연구원(제1저자), 한국표준과학연구원 이승미 박사(교신저자) 공동연구팀이 탐침 증강 라만 분광법(TERS·tip-enhanced Raman spectroscopy)을 이용해 2차원 단일 층 반도체인 이황화텅스텐(WS2)의 결함 관련 라만 산란 신호를 검출해냈다.
연구팀은 표면의 나노구조분석과 광학 실험이 동시에 가능한 탐침 증강 라만 분광법(TERS)을 이용해 결함이 존재하는 영역에서 지금껏 관찰되지 않았던 새로운 신호를 검출했다. 더불어 이 신호가 반도체의 결함중 하나인 황(S) 원자의 공공(vacancy) 결함으로 나타난 신호임을 밀도범함수이론(DFT·density functional theory) 계산을 통해 확인했다.
연구팀은 이를 결함(defect)에서 나오는 ‘D 모드’라 명명하고, 결함이 없는 영역에서 나타나는 신호의 세기와 비교해 이황화텅스텐 품질을 평가할 수 있는 기준을 제시했다고 보고했다.
성균관대 정문석 교수는 “이 연구는 2차원 반도체 물질의 결함에 관한 신호를 세계 최초로 검출해냈다는데 중요성이 있다”며 “앞으로 다양한 2차원 반도체 소재에 적용, 품질평가 기준을 만들어 이를 통해 2차원 반도체의 상용화를 가속화 시킬 수 있는 탁월한 연구결과”라고 설명했다.
본 연구는 한국연구재단 중견연구자 사업 지원으로 수행됐다. 연구 결과는 미국 화학회에서 발행하는 나노과학 분야 최고 권위 국제 학술지 중 하나인 ‘ACS Nano’에 지난 23일 게재됐다.
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