이종점결함도메인을 가진 육각형 WS2 단일층에서 습식전사방법에 따른 도메인별 선택적 도핑특성 연구 (Dependence of the Selective Doping Effect in Heterogeneous Defect Domains of Hexagonal-WS2 on Wet-Transfer Methods)

서지정보

· 발행기관 : 한국물리학회
· 수록지 정보 : 새물리 / 69권 / 6호 / 601 ~ 605페이지
· 저자명 : 김수진, 이현석

초록

화학기상증착법으로 성장한 WS2 는 성장조건에 따라 삼각형 혹은 육각형 모양을 가진다. 육각형 WS2 는단일 층 내에서 서로 다른 점결함 도메인 이 교차하는 모양으로 생성되는데, S-vacancy (SV)와 W-vacancy (WV)이 단결정 내에 공존하게 된다. 본고에서는 습식전사에 사용되는 deionized (DI) water, NaOH 및HF 용액을 사용하여 용액 별 육각형 WS2 내의 이종 점결함도메인의 도핑 및 손상정도가 어떻게 영향을받는지 연구하였다. 육각형 WS2 를 각각의 용액을 이용하여 SiO2/Si기판에 전사 후 공초점 마이크로photoluminescence (PL) 및 Raman 분광계를 이용하여 맵핑하였다. HF용액 전사대비 DI-water전사의경우 WV도메인의 PL강도가 현저히 증가한 반면, NaOH용액 전사의 경우 SV도메인의 PL강도가 증가하였다. 특히 HF용액 전사 대비 NaOH용액 전사의 경우 SV도메인에서 PL분광특성 중 trion 피크가현저하게 증가하였고 Raman 분광특성에서는 SV 및 WV도메인의 응력과 도핑 효과에 관련된 피크들이적색편이 되었다. 이는 NaOH용액 전사과정 중 SV에 흡착된 OH 이온에 의한 전자도핑 효과에 기인한것으로 볼 수 있다.

영어초록

Monolayer WS2 grown by using chemical vapor deposition typically has a triangular or hexagonal shape depending on the growth conditions. Hexagonal (h-) WS2 flakes consist of alternating heterogeneous defect domains, S vacancy (SV) and W vacancy (WV) domains, in a single monolayer crystal. Here, we investigate the wet-solution-dependent doping effects in each defect domain of h- WS2 during wet transfer processes where deionized (DI) water and diluted NaOH and HF solutions are used. After transferring h-WS2 on SiO2/Si in each solution, we compare photoluminescence (PL)/ Raman spectra and mapping images measured by using confocal microscopy. While compared to the HF-transfer case the PL intensity of the WV domain in the DI-water-transfer case increases prominently, that of the SV domain in the NaOH-transfer case increase, but not so prominently.
In comparison to the HF-transfer case, a prominently trion peak develops in the PL spectrum of the SV domain for the NaOH-transfer case, moreover, the strain- and doping-related peaks in the Raman spectra of the SV and the WV domains are red shifted. During the NaOH-solution-transfer process, OH ions attached to SVs result in electron doping effect selectively for the SV domain.

참고자료

· 없음