일      시 : 2013년 11월 5일 (화), 오후 3:00 ~ 4:00
주      제 :"2차원 나노물질(그래핀, 황화몰리브데넘)의 수직 이종접합 소자 "
   (2 dimensional graphene-MoS2 vertical heterostructure
   devices)
  (네이처 나노테크놀로지 誌, 네이처 머티리얼즈 誌)
연      사 : 유우종 교수 (성균관대)
대      상 : 대학생, 대학원이상 관련분야 연구자, 나노과학기술 관심자
참여방법 : 웹사이트 가입 후 로그인 또는 아래 '참여하기' 클릭/ 등록비 무료
웹사이트 : http://e-nano.kontrs.or.kr/
   

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"2차원 나노물질(그래핀, 황화몰리브데넘)의 수직 이종접합 소자"
황화몰리브데넘은 그래핀과 두께가 비슷한 막 형태 나노물질로, 반도체 특성을 갖고 있어 도체 특성만 있는 그래핀의 보조물질로 활용될 수 있다. 유 교수는 그래핀 1장 위에 황화몰리브데넘 2장과 그래핀 1장을 쌓은 형태로 태양전지를 만들었다. 빛을 비추면 빛이 황화몰리브데넘에서 양전자인 홀과 전자로 분리된 후 각각 위와 아래 그래핀 막으로 이동해 전기가 발생하는 구조다. 이 때 외부전계를 가하면 전계가 그래핀을 쉽게 통과한 후 전자를 끌어당기고 양전자를 밀어내는 방식으로 양자 효율을 높인다.이렇게 만든 태양전지는 그 래핀만 사용한 태양전지에 비해 양자효율이 50배 이상으로 나타났다. 이번 연구결과는 국제학술지인 `네이처 나노테크놀로지' 27일자에 게재됐다.


같은 방식으로 제작된 반도체 소자(트랜지스터)에서 수직으로 전류가 흐르게 되어, 수평으로 전류가 흐르는 기존 소자에 비해 전류밀도가 25배 이상의 높다는 것을 지난 3월 네이쳐 머티리얼즈에 게제 된 논문에서 소개한 바 있다.

 
종이와 같은 평면형 나노물질인 그래핀, 황화몰리브데넘을 쌓아 만든 태양전지에 녹색 레이저를 비춰 전기를 발전하는 모습이다. 아래부터 그래핀-황화몰리브데넘 2장-그래핀이 차례로 쌓여있다. 빛이 반도체 물질인 황화몰리브데넘에서 양전자인 홀(빨간색)과 음전자(파란색)로 분리된 후, 각각 위, 아래의 그래핀으로 이동하여 전기가 발생한다. 이때, 외부전계를 가하게 되면 전계가 매우 얇은 그래핀을 쉽게 통과한 후, 음전자를 끌어당기고, 양전자(홀)을 밀어내는 방식으로 양자효율이 2.5배 이상 증가하게 된다.