A semiconductor stack having the characteristics of interlayer orientation-dependent light absorption and emission

• Format: Patent
• Language: English; Korean
• Published: 04.07.2019
• Subjects: BASIC ELECTRIC ELEMENTS; CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION ORPROCESSING OF GOODS; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ELECTRICITY; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGYGENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION; SEMICONDUCTOR DEVICES; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS; TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINSTCLIMATE CHANGE

본 발명은 층간 배향 기반 광 흡수 및 발광 특성을 가진 반도체 스택의 분석 방법을 공개한다. 이 방법은 (a) 화학 기상 증착법을 이용하여 결정방향이 일치하는 전이금속-칼코겐 화합물의 제1 스택이 제조되는 단계; (b) 물리적 전사를 이용하여 회전각 조절에 의해 결정 방향이 불일치하는 전이금속-칼코겐 화합물의 제2 스택이 제조되는 단계; (c) 상기 제1 및 제2 스택 각각의 원자층 간 광의 흡수 및 발광 양상이 측정되는 단계; 및 (d) 상기 측정된 광의 흡수 및 발광 양상을 동역학 분석하여 천이 밴드갭이 판별되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의할 경우, 2차원 반도체 적층 구조의 상대적인 결정 방향을 선택적으로 일치 또는 불일치시키는 조절이 가능하여 새로운 전자 구조를 인공적으로 형성할 수 있고, 종래에 보고되지 않은 새로운 인공 저 차원 반도체 구조를 실현 할 수 있게 된다. 또한, 2차원 원자층 물질 간의 상호작용이 원자층 간 회전각도에 따라 새로이 결정되어 다양한 광 물리 현상 연구가 가능해지고, 이를 통한 물질 특성 제어를 통하여 2차원 물질 발광체, 레이저, 광 검출기 등으로 실제 산업상에 폭넓게 응용이 가능하게 된다. The present invention discloses a method for analyzing semiconductor stacks having characteristics of light absorption and light emission based on interlayer alignment. The method comprises the steps of: (a) producing a first stack of transition metal-chalcogen compounds, in which crystal directions are aligned, by using a chemical vapor disposition method; (b) producing a second stack of transition metal-chalcogen compounds, in which crystal directions are misaligned through control of rotation angle, by using physical transfer; (c) measuring tendencies to absorb and emit light between atomic layers of each of the first and second stacks; and (d) performing dynamics analysis on the measured tendencies to absorb and emit light, and identifying a transition bandgap. According to the present invention, relative crystal directions of a 2D semiconductor stack structure can be selectively controlled to be aligned or misaligned, and thus a new electronic structure can be artificially formed, thereby implementing a new artificial low-dimension semiconductor structure previously unreported. Furthermore, interaction between 2D atomic layer materials can be newly determined based on rotation angles of atomic layers, and thus researches on various photophysical phenomena can be conducted. Accordingly, material characteristic control can be implemented based on the researches, thereby providing wide-range applications, such as a 2D material light emitter, a laser, a light detector, and the like, to actual industry.