전이 금속 다이칼코게나이드(TMD)는 금속 이황화물(MS2), 금속 이셀레늄화물(MSe2) 또는 금속 이텔루르화물(MTe2)을 형성하는 금속을 포함한다. 최근 연구에서 특정 관심대상인 TMD 물질은 주기율표에 녹색으로 표시됩니다.
응용 분야
원자층 증착(ALD: Atomic Layer Deposition) 기술은 직접 또는 원자층 증착(ALD: Atomic Layer Deposition) 증착 후 황화 어닐을 이용하여 박막 칼코게나이드 물질을 증착하는 데 사용될 수 있습니다. 원자층 증착(ALD: Atomic Layer Deposition) 기술은 정확한 재료 조성 및 제어된 박막 두께를 가지고 컨포멀 방식으로 3차원 형상에 박막을 증착하는 고유한 기능을 제공합니다.
photovoltaic(PV), 포토닉스, 촉매 및 에너지 저장 응용 분야를 위한 전이 금속 칼코게나이드 물질에 대해 뚜렷한 관심이 모아졌습니다. 특히, 황화물 칼코게나이드 물질에 관심이 있었습니다.
CNT 플랫폼에 증착된 칼코게나이드 필름의 예
- ZNs – Zn(1-x)OxS – Cos
- 2S3 – PBS – Sb2S3
- Cu2S – Cu2ZNsNs4
단일 접합 효율 한계
원자층 증착(ALD: Atomic Layer Deposition) 황 흡수제
참조: Dasgupta, N. P., et al., Accounts Chem Res 48, 341–348 (2015).
칼코게나이드 PHOTOVOLTAICS(PV)
원자층 증착(ALD: Atomic Layer Deposition) 기술을 사용하여 박막 칼코게나이드 물질을 증착할 수 있습니다.
흡수체 재료에 대해 photovoltaic(PV) 응용을 위한 칼코게나이드 물질이 연구되었으며, 이 때 더 높은 수준의 효율을 달성하려면 밴드갭 에너지가 더 적합합니다(11.6 Ev에서 31 – 34% 효율). 4차 필름은 구리 아연 주석 황화물(CZTS)을 포함해 원자층 증착(ALD: Atomic Layer Deposition) 기술을 사용하여 증착될 수 있습니다. 원자층 증착(ALD: Atomic Layer Deposition) 증착 재료는 또한 제조된 버퍼/이미터 재료(In2S3, ZnS, CdS 및 아연(Zn)(O,S))에도 사용될 수 있습니다.
에너지 저장
원자층 증착(ALD: Atomic Layer Deposition) 필름은 입증되고 향상된 성능 수준을 가지고 에너지 저장 및 배터리 응용 분야에서 조사되었습니다.
- Cu2S / 탄소 나노튜브(CNT) 음극 @260 mA h g-1
- Li2S @ 800 mA h g-1
포토닉스
칼코게나이드 물질은 또한 포토닉 및 태양열 응용 분야에도 사용되어 왔습니다.
TFEL 디스플레이용 ZnS(최초로 산업에 적용된 원자층 증착(ALD: Atomic Layer Deposition))
실리콘 트렌치 웨이퍼에 증착된 Cu2S / SnS2 / ZnS 3층
참조: Thimsen et al., Chemistry of Materials, 24(16), 3188–3196 (2012)
2D 디칼코게나이드
2차원 다이칼코게나이드는 박막 두께가 하나의 단층 두께로 감소됨에 따라 밴드 갭 반전도성 특성, 광형광 및 흡광도를 포함하는 고유한 재료 특성에 대해 조사가 실시되었습니다. 원자층 증착(ALD: Atomic Layer Deposition)은 하나의 분자층 후막을 구현할 수 있도록 직접적인 방법을 제공합니다. 원자층 증착(ALD: Atomic Layer Deposition)과 황화 어닐을 활용하여 2단계 공정을 개발하거나 전이 금속 디칼코게나이드(TMD) 물질을 위한 직접 성장 방법을 개발하기 위한 연구가 적극적으로 추구되고 있습니다.
TFEL 디스플레이용 ZnS(최초로 산업에 적용된 원자층 증착(ALD: Atomic Layer Deposition))
참고 자료 – Veeco CNT 원자층 증착(ALD: Atomic Layer Deposition) 플랫폼에서 최근 발표된 출판물
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