KR20150125425A - 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물의 복합 물질 및 그 제조방법 - Google Patents

판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물의 복합 물질 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

3차원 구조로 적층된 벌크 상태의 무기칼코게나이드를 판상형 무기칼코게나이드로 박리함과 동시에 무기칼코게나이드를 부분적으로 산화시켜 판상형 무기칼코게나이드 자체에 해당 무기칼코게나이드로부터 산화되어 생성된 무기산화물 입자가 형성되도록 한 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물의 복합 물질 및 그 제조 방법이 개시된다.

Description

판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물의 복합 물질 및 그 제조방법 {Hybrid materials of plate-type inorganic chalcogenide and inorganic oxide and method for preparing the same}
본 명세서는 3차원 적층 구조의 무기칼코게나이드를 판상형 무기칼코게나이드로 박리함과 동시에 무기칼코게나이드를 부분적으로 산화시켜 판상형 무기칼코게나이드 자체에 해당 무기칼코게나이드로부터 산화되어 생성된 무기산화물이 형성되도록 한 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물의 복합 물질 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
이차원 구조의 그래핀의 발견과 지속적인 연구개발을 통해 그 활용가치가 높아지고 있는 가운데, 이와 유사한 구조를 갖는 다양한 2차원 구조 (예컨대 MoS2, h-BN, silicene, germanene 등)를 갖는 물질에 대한 연구가 진행되고 있다.
예를 들어, 황 (S) 또는 셀레늄 (Se) 등과 같은 칼코게나이드와 몰리브덴 (Mo) 또는 텅스텐 (W) 등과 같은 전이금속을 결합시킴으로써 형성된 전이금속 다이칼코게나이드 (transition metal dichalcogenides, TMD)는 독특한 전기적 및 광학적 특성으로 인해 차세대 2차원 재료로서 최근에 큰 관심을 끌고 있으며, 태양전지, 광검출기, 플렉서블 논리회로, 센서 등과 같은 광전자 장치 등의 전자 소자에 매우 유용하게 적용될 수 있을 것으로 예상된다.
이러한 전이금속 다이칼코게나이드과 같은 무기 칼코게나이드는 기본적으로 두 층의 칼코겐 층 사이에 육각형 배열의 금속 원자층이 위치한 샌드위치 구조를 갖는다. 칼코겐(S, Se, Te 등)과 전이금속 등의 금속(Mo, W, Nb, Re, Ni, V 등) 조합은 기본적으로 해당 금속(M) 한 원자에 칼코겐(X) 두 개의 원자가 결합한 MX2의 조성비를 갖는다.
상기 무기칼코게나이드 물질은 층상 재료로서 벌크 상태에서는 3차원 결정의 적층 구조를 이루고 있다. 해당 적층 구조를 이루는 각 시트(단일층) 내부에는 강한 공유결합을 하고 있으며, 층과 층 사이에는 약한 반데르발스 상호작용으로 결합하고 있다.
판상형 무기칼코게나이드 또는 무기칼코게나이드 시트는 직접 전이 밴드갭을 가진 반도체로서 전자회로와 발광다이오드 등에 응용이 가능할 것으로 예상되고 있다. 판상형 무기칼코게나이드 물질은 그래핀과 유사한 방법으로 제조가 가능하다. 예컨대, 탑-다운(top-down) 방법으로 3차원 구조의 무기칼코게나이드에 리튬 이온을 삽입하여 층간 간격을 넓혀, 원자층 두께를 갖는 무기칼코게나이드 물질을 제조할 수 있다(비특허문헌 1: Advanced Energy Materials, Gu et al., 3 (2013) 1262-1268).
상술하면, 벌크한 무기칼코게나이드를 부틸리튬에 담군 후, 리튬을 층 사이에 삽입하고 이 혼합물을 물과 격렬하게 반응시켜 리튬 수화물과 수소를 발생시키고, 판상형 무기칼코게나이드를 제조할 수 있다.
바텀-업(bottom-up) 방법은 주로 액상에서 합성하는데, 합성하고자 하는 무기물과 칼코게나이드를 함유한 전구체를 용매에 각각 주입하여 혼합한 후, 수열 반응시켜 제조할 수 있다(특허문헌 2).
무기칼코게나이드는 일반적으로 낮은 온도에서 산화되는 특성을 갖고 있기 때문에, 일반적인 화학기상증착법으로 제조할 수 없다. 카르보닐계 무기전구체를 저온에서 증착한 후, H2S가 함유된 기체에 노출시켜 황화반응을 유도하여 판상형 무기칼코게나이드를 제조할 수 있다는 연구가 보고된바 있다(비특허문헌 4, 5). 한편, 이차원 구조 또는 입자 형태의 무기산화물 (무기 산화물 입자)은 수소원자와의 반응을 통해 반도체에서 금속성 도체로의 변환이 가능한 것으로 알려져 있다.
대표적인 몰리브데늄 삼산화물의 결정구조는 열역학적으로 안정한 알파상과 준안정상인 베타상으로 나눌 수 있다. 베타상은 350 ℃이상의 온도에서 열처리를 통해 구조적으로 안정한 알파상으로 상 전이가 일어난다. 무기산화물은 무기칼코게나이드와 달리 상대적으로 높은 온도에서 안정적인 구조를 형성하기 때문에, 화학기상증착법으로 합성이 가능하다. 또한 무기전구체를 용액에 용해시킨 후, 전기 증착, 수열 반응, 졸겔법 등으로 판상형 또는 입자형 무기물을 제조한 후 산화시켜 무기산화물을 제조할 수 있다. 종래에 무기무산화물은 주로 고진공하에서 제조하였으며, 결정성을 높이기 위해 250℃ 이상의 온도에서 열처리하여 제조하였다.
그러나, 본 발명자들의 연구 결과에 따르면, 종래 기술들에서는 무기칼코게나이드 또는 무기산화물을 단독 물질로 각각 합성할 뿐, 두 물질이 복합화된 소재를 합성하지 못하였다. 또한, 각각의 재료를 합성한 후, 두 재료를 혼합하더라도 물리적인 혼합으로는 두 재료가 갖는 전기 및 구조적 특성을 복합화하여 새로운 소재로서의 특성을 구현하는 것은 어려운 단점이 있다.　
미국특허출원공개 제2013-0302593호 미국특허출원공개 제2013-0281335호
Advanced Energy Materials, Gu et al., 3 (2013) 1262-1268 Applied Physics Letters, Meyer et al., 96 (2010) 133308 ACS Applied Materials & Interfaces, Girotto et al., 3 (2011) 3244-3247 "Preparation of MoS2 thin films by chemical vapor deposition" J. Mater. Res. Vol. 9, page 1475-1483, 1994 "Synthesis of large-area MoS2 Atomic Layers with Chemical Vapor Deposition" Adv. Mater., 2012, 24, 2320-2325
본 발명의 구현예들에서는, 일측면에서, 기존에 판상형 무기칼코게나이드 또는 무기 산화물이 각각 독립된 물질로 제조되어 왔던 것과 달리, 판상형 무기칼코게나이드 표면 상에 해당 무기칼코게나이드 자체로부터 산화되어 생성된 무기산화물을 형성한 신규한 복합 물질 제조 방법 및 그에 따른 신규한 복합 물질을 제공하고자 한다.
본 발명의 구현예들에서는, 다른 일측면에서, 판상형 무기칼코게나이드를 제조한 후 추가적으로 무기산화물을 증착하는 공정 등이 없이 단일 반응(one reaction) 또는 단일 과정(one pot)으로 제조하므로 제조 공정이 간단하고 제조 비용을 절감할 수 있는 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물 복합 물질 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 구현예들에서는, 또 다른 일측면에서, 판상형 무기칼코게나이드와 무기산화물 간에 강한 상호작용을 할 수 있고, 균일한 크기와 분포를 가지는 무기산화물을 형성할 수 있으며, 무기산화물의 크기 생성량 등에 따라 복합 물질의 전기적/구조적 특성 등을 제어할 수 있는 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물 복합 물질 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 구현예들에서는, 또 다른 일측면에서, 응용 분야에 따라 판상형 무기칼코게나이드의 두께, 판상의 크기, 무기산화물 입자의 크기, 형태, 분산도 등 특성의 제어가 용이한 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물 복합 물질 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 구현예들에서는, 3차원 구조로 적층된 벌크 상태의 무기칼코게나이드로부터 판상형 무기칼코게나이드를 얻는 것이되, 상기 판상형 무기칼코게나이드 표면에 상기 판상형 무기칼코게나이드를 부분적으로 산화시켜 무기산화물을 형성하는 것을 특징으로 하는 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물의 복합 물질 제조 방법을 제공한다.
예시적인 구현예에서, 상기 제조 방법은, 3차원 구조로 적층된 무기칼코게나이드를 산화제와 혼합하는 것이고, 상기 산화제는 3차원 구조로 적층된 무기칼코게나이드의 층 간에 침투하는 것이고 또한 무기칼코게나이드를 부분적으로 산화하는 것을 특징으로 하는 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물의 복합 물질 제조 방법을 제공한다.
예시적인 구현예에서, 상기 제조 방법은, 3차원 구조로 적층된 무기칼코게나이드를 산화제를 포함하는 산화 용액에 혼합하는 것이 바람직하다.
예시적인 구현예에서, 상기 제조 방법은, 3차원 구조로 적층된 무기칼코게나이드를 산화제가 포함된 산화 용액에 혼합하고 무기칼코게나이드 가장자리부터 산화하여 무기산화물을 형성하고 또한 적층된 무기칼코게나이드 층 간을 넓히도록 하는 제 1 단계를 포함할 수 있다.
예시적인 구현예에서, 상기 제조 방법은, 형성된 무기 산화물 등으로 인해 넓어진 층간 사이를 산화 용액이 침투하여 적층된 무기칼코게나이드의 층간을 더 확대시키면서 적어도 하나 이상의 층의 무기칼코게나이드 표면을 부분적으로 산화시켜 무기물 산화물을 더 형성시키는 제 2 단계를 더 포함할 수 있다.
예시적인 구현예에서, 상기 제조 방법은, 외부 힘을 가하여 층간이 넓어진 무기칼코게나이드를 박리하는 제 3 단계를 더 포함할 수 있다. 제 3 단계에서도 무기칼코게나이드 표면이 부분적으로 산화되어 무기산화물을 형성하는 반응이 수행될 수 있다.
본 발명의 구현예들에서는, 다른 일측면에서, 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물 입자 복합 물질로서, 판상형 무기칼코게이나이드 및 상기 판상형 무기칼코게나이드 표면에 해당 무기칼코게나이드로부터 산화되어 생성된 무기산화물이 형성된 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물 입자 복합 물질을 제공한다.
예시적인 구현예에서, 상기 판상형 무기칼코게나이드의 두께는 300nm 이하이고, 특히 바람직하게는 100nm 이하이며, 무기칼코게나이드 원자 층 두께 (예컨대 0.5nm)일 수 있다. 판상형 무기칼코게나이드의 가로와 세로의 길이는 각각 1 nm 내지 1 m일 수 있다.　
예시적인 구현예에서, 상기 무기산화물은 입자 형태를 포함하고, 선 형태 또는 시트 형태를 더 포함할 수 있다.
예시적인 구현예에서, 상기 무기산화물의 입자 크기가 0.5 nm 내지 300 nm일 수 있다.
본 발명의 구현예들에서는, 또 다른 일측면에서, 상기 무기 산화물이 표면에 존재하는 판상형 무기칼코게나이드를 적층한 3차원 구조로 적층된 무기칼코게나이드를 제공한다.
본 발명의 구현예들에서는, 또 다른 일측면에서, 상기 복합 소재를 포함하는 전자 소자를 제공한다.
예시적인 구현예에서, 상기 전자 소자는 투명 전극; 상기 투명 전극 상에 코팅된 복합 소재;를 포함할 수 있다. 또한, 예컨대 상기 전자 소자는 유기 태양 전지일 수 있고 해당 복합 소재는 정공 수송층 물질일 수 있다.
본 발명의 구현예들에 따르면, 기존과 달리 판상형 무기칼코게나이드 표면 상에 해당 무기칼코게나이드 자체로부터 산화되어 생성된 무기산화물을 형성한 신규한 복합 물질을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 구현예들에 따르면, 3차원 구조로 적층된 무기칼코게나이드를 쉽고 효율적으로 박리하여 판상형 무기칼코게나이드를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 동시에 판상형 무기칼코게나이드 표면 위에 무기칼코게나이드가 산화되어 생성된 무기산화물(특히 무기산화물 입자)을 형성시킴에 따라, 판상형 무기칼코게나이드를 제조한 후 추가적으로 무기산화물을 증착하거나 추가적인 어닐링 과정 등의 복잡한 공정 없이도 단일 반응(one reaction) 또는 단일 과정(one pot)으로 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물의 복합 소재를 제조할 수 있다. 이에 따라 제조 공정이 매우 간단해지며 제조 단가를 획기적으로 낮출 수 있다.
또한, 본 발명의 구현예들에 따르면 복합 물질에서 무기산화물은 무기칼코게나이드가 산화되어 생성되는 것이기 때문에, 무기 산화물과 무기칼코게나이드 두 물질 간 강한 상호작용을 하게 되고, 균일한 크기와 분포의 무기산화물을 형성할 수 있으며, 무기산화물의 크기, 생성량 등에 따라 복합 소재의 전기적 및/또는 구조적 특성 등을 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 구현예들에 따른 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물의 복합 물질은 응용 분야에 따라서 판상형 무기칼코게나이드의 두께, 판상의 크기, 무기산화물의 크기, 형태 및 분산도 등의 제어가 용이하다는 장점이 있다.　
이러한 복합 물질은 기존 실리콘 기반의 전자 소자를 대체하여 탄소 기반의 전자 소자(예컨대 유연하고 투명한 전자 소자 등)에 폭넓게 사용될 수 있는 것으로서 그 유용성이 대단히 크다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물 복합 물질을 제조하는 반응 흐름을 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명 실시예에서 제조된 복합 소재의 표면을 관찰하기 위해 원자힘 현미경 (Atomic Force Microscope, AFM)을 이용하여 표면을 관찰한 결과를 나타내는 AFM 이미지이다.
도 3은 도 2에서 관찰된 무기물 입자 크기 분포를 나타내는 결과이다. X축은 입자 사이즈(nm)이고, Y축은 주파수(%)이다.
도 4는 본 발명 실시예에서 판상형 몰리브덴이황화물의 크기 분포를 원자힘현미경으로 분석한 결과이다. X축은 판상 시트의 사이즈(nm)이고, Y축은 주파수(%)이다.
도 5는 본 발명 실시예에서 제조된 복합 물질을 ITO 기판에 코팅하여 투과도(투명도)를 분석한 결과이다. X축은 파장(nm)이고, Y축은 투과도(%)이다.
도 6a 내지 6c는 본 발명 실시예(도 6a), 비교예 1(도 6b), 비교예 2(도 6c)로 제조된 재료를 ITO 기판에 코팅하여 그 형상을 원자힘현미경으로 관찰한 AFM 이미지이다.
도 7은 광전변환효율이 높은 본 발명 실시예[(MoO3/ MoS2) /ITO]와, 비교예 1[(c-MoO3) /ITO], 상용 PEDOT:PSS/ITO의 장기 성능을 평가한 것이다.
이하 본 발명의 예시적인 구현예들을 상세히 설명한다.
본 명세서에서 3차원 구조의 무기칼코게나이드 또는 3차원 구조로 적층된 무기칼코게나이드란 벌크 상태의 무기칼코게나이드를 의미하는 것으로서, 3차원 결정 적층 구조를 이루는 것을 말한다.
본 명세서에서 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물의 복합 물질(또는 복합 소재)이란 판상형 무기칼고겐나이드의 표면 상에 상기 무기칼고겐나이드가 산화되어 생성된 무기 산화물이 존재하는 복합체를 의미한다.
본 명세서에서 나노 크기란 100nm 이하의 크기를 의미한다.
본 명세서에서 판상형 무기칼코게나이드란 3차원 구조로부터 박리된 시트 상의 무기칼코게나이드를 의미한다. 해당 판상형 무기칼코게나이드는 3차원 벌크 상태의 무기칼코게나이드로부터 박리된 단일 층일 수 있지만, 복수의 층인 것도 포함할 수 있다.
본 명세서에서 층간 삽입 또는 층간 침투 또는 층간을 넓힌다고 할 때 층간이란 3차원 구조로 적층된 무기칼코게나이드의 단일층과 단일층 사이뿐만 아니라, 복수의 층들과 복수의 층들의 사이도 포함할 수 있다.
본 명세서에서 판상형 무기칼코게나이드 표면은 가장자리 표면 부분을 포함하는 의미일 수 있다. 예컨대 판상형 무기칼코게나이드 표면에 무기산화물이 형성되어 있다는 것은 판상형 무기칼코게나이드의 가장자리 표면 부분에 무기산화물이 형성되어 있을 수 있음을 포함한다.
본 발명의 구현예들에서는, 산화제의 산화 특성과 층간 삽입(3차원 구조의 적층된 무기칼코게나이드의 층간 삽입)을 이용하여 종래에 없었던 신규한 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물 (특히 무기산화물 입자)의 복합 소재를 제공할 수 있다.
예컨대, 3차원 구조로 적층된 무기칼코게나이드를 산화제를 포함하는 산화 용액에 혼합하되, 상기 산화 용액으로 3차원 구조의 무기칼코게나이드를 부분적으로 산화하고 또한 적층된 무기칼코게나이드의 층 간을 넓히도록 하여 판상형 무기칼코게나이드의 표면 상에 상기 무기칼코게나이드가 산화되어 생성된 무기 산화물이 존재하는 복합체를 합성할 수 있다. 해당 복합체는 판상형 무기칼코게나이드와 무기 산화물을 각각 제조한 후 이를 물리적으로 혼합한 것과는 구별되는 것으로서, 두 재료가 갖는 전기 및/또는 구조적 특성이 유기적으로 복합화된 새로운 소재이다.
예시적인 구현예에서, 상기 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물의 복합 물질 제조 방법은 예컨대 다음의 단계를 포함할 수 있다. 참고로, 이하에서 3 단계로 기재하고 있지만 이와 같은 3 단계의 기재는 시간 순서로 반드시 3 단계가 구분되어야 한다는 의미가 아니다. 또한, 아래에서 단계로 구분하는 이유는 단지 제조 과정에 대한 이해를 돕고자 하기 위함이지 본 발명이 아래 3 단계의 과정으로 반드시 제한된다는 의미도 아니다.
먼저, 3차원 구조로 적층된 무기칼코게나이드를 산화제가 포함된 산화 용액에 혼합하여 무기칼코게나이드 가장자리부터 산화되어 무기산화물(특히 무기산화물 입자)이 생성됨과 동시에 무기칼코게나이드 층간을 넓히도록 한다(제 1단계).
상기 무기칼코게나이드는 일반적으로 금속과 칼코겐 원소로 구성되는 것이다. 비제한적인 예시에서, 금속으로는 예컨대 Sc, Ti, V, Cr, Mo, Fe, W 등과 같은 전이금속이나 Ga, Ge, In 등과 같은 전이후 금속을 단독 또는 하나 이상 사용할 수 있다. 칼코겐 원소는 산소족 원소로 O, S, Se, Te, Po 등의 원소를 단독 또는 하나 이상 사용할 수 있다.
상기 산화 용액은 산화제가 용매에 포함된 용액 상의 것이다. 상기 산화 용액은 3차원 구조로 적층된 무기칼코게나이드의 층 간에 삽입 및 침투되는 것이고, 또한 각 층의 무기칼코게나이드를 부분적으로(가장자리 부분 및 표면 일부분) 산화하여 무기 산화물 예컨대 무기산화물 나노 입자를 형성시킨다. 산화제는 무기칼코게나이드의 부분적 산화뿐만 아니라 3차원 구조로 적층된 무기칼코게나이드의 층 간에 침투되어야 한다. 따라서 산화 용액과 같이 용액 상으로 사용하는 것이 무기칼코게나이드의 층 간에 침투하기가 유리하므로 바람직하다.
비제한적인 예시로서, 산화 용액은 H2O2, (NH4)2S2O8, NaBrO3, H2SO4, HNO3, HClO4, H2CrO4 등의 산화제를 용매에 녹여 사용할 수 있다. 상기 용매로는 극성인 산화제를 녹일 수 있는 물, DMSO, DMF같은 amide 계열의 용매, alcohol계열 용매, acetonitrile과 같은 나이트릴 계열 용매 등을 사용할 수 있으며, 이들 용매를 둘 이상 혼합한 혼합 용매도 사용할 수 있다.
비제한적인 예시에서, 3차원 구조로 적층된 무기칼코게나이드와 산화 용액의 혼합물에 열, 플라즈마, 이온빔, 방사선, 자외선, 마이크로 웨이브 등을 단독 또는 하나 이상 적용하여 판상형 무기칼코게나이드와 무기산화물의 특성을 각각 조절할 수 있다. 즉, 판상형 무기칼코게나이드와 무기산화물의 상대적인 양과 각각의 크기 및 무기산화물의 형태(구형, 시트형, 선형 등) 등을 조절할 수 있다.
다음으로,　 제 1 단계에서 상기 층간이 넓어진 무기칼코게나이드 층 사이에 산화 용액이 지속적으로 침투하여 층간을 더욱 확대시킴과 동시에 각 층을 형성하는 무기칼코게나이드 표면을 부분적으로 산화시켜 무기산화물 입자 특히 나노 입자를 형성할 수 있다(제 2단계).
3차원 구조로 적층된 무기칼코게나이드 가장자리에 형성된 무기산화물로 인해 무기칼코게나이드 층간의 간격이 넓어지고, 이 간격을 통해 산화용액이 무기칼코게나이드 층 안쪽으로 침투해감과 동시에 무기칼코게나이드에 부분적으로 무기산화물(특히 무기산화물 입자)가 형성된다.
비제한적인 예시에서, 무기칼코게나이드 층간 간격이 넓어지면, 판상형 무기칼코게나이드를 형성시키기 위해 열, 플라즈마, 이온빔, 방사선, 자외선, 마이크로 웨이브 등을 단독 또는 하나 이상을 사용하여 층간 간격을 넓히는 과정 및 무기산화물 형성을 촉진할 수 있다.
다음으로, 상기 제 2단계에서 제조된 용액에 외부 힘을 가하여 층간이 넓어진 무기칼코게나이드를 원자층 두께(단일층)[물론, 복수 층으로 박리할 수도 있다], 판상형 무기칼코게나이드 표면에 무기산화물 특히 나노 사이즈의 나노 입자를 형성한 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물 복합 물질을 얻을 수 있다(제 3단계). 제 3 단계에서도 무기칼코게나이드 표면이 부분적으로 산화되어 무기물 산화물을 형성하는 반응이 수행될 수 있다.
비제한적인 예시에서, 예컨대 초음파 처리(sonication), 볼밀(ball mill), 호모게나이저(homogenizer) 사용 등을 통해 박리를 수행할 수 있다.
비제한적인 예시에서, 제 3 단계에 있어서도 반응 (즉, 판상형 무기칼코게나이드 박리 및 무기산화물 형성)을 촉진하기 위해, 열, 플라즈마, 이온빔, 방사선, 자외선, 마이크로 웨이브 등을 단독 또는 하나 이상을 사용할 수 있다.　
이러한 본 발명의 예시적인 구현예들에 따른 방법은 어닐링 등의 과정이 없이도(annealing-free) 판상형 무기칼코게나이드 상에 균일하게 무기산화물이 분포되는 복합 소재(uniform and full-covered composite)를 제공할 수 있는 것이다.
도 1은 본 발명의 비제한적 실시예에 따른 판상형 무기칼코게나이드 및 입자형 무기산화물 복합 물질을 제조하는 반응 흐름을 나타내는 개략도이다.
도 1을 참조하면, 3차원 구조로 적층된 무기칼코게나이드[예컨대, 몰리브덴이황화물 (MoS2) 등]는 산화제가 함유된 산화 용액(예컨대, 과산화수소)에 의해 조금씩 산화되며 가장자리부터 무기 산화물 입자[예컨대, 몰리브덴삼산화물 나노 입자(MoO3 Nanoparticles)]로 바뀌고(Edge oxidation) 층간 간격이 넓어지게 된다(expanded interlayer distance).
지속적으로 산화 용액을 침투하게 되면(H2O2 penetration) 무기칼코게나이드 표면에도 부분적으로 산회되어(In-plane oxidation) 무기산화물 입자가 형성된다[MoO3 Nanoparticles(NPs) formation].
이 후 외부 힘을 가하여[예컨대, 초음파 처리(sonification)] 박리(exfoliation)를 수행하고 최종적으로 표면에 무기산화물 입자가 형성된 판상형 무기칼코게나이드(즉, 판상형 무기칼코게나이드 및 입자형 무기산화물 복합체; granule-type MoO3/ MoS2 sheets)가 얻어지게 된다.
비제한적인 예시에서, 얻어진 판상형 무기칼코게나이드의 두께는 300nm 이하이고, 특히 바람직하게는 100nm 이하의 나노 사이즈이며(예컨대, 수 나노 미터일 수 있다), 원자 층 정도의 두께(무기칼코게나이드 원자층 한 층 두께, 예컨대 0.5nm)로 될 수 있다. 또한, 판상형 무기칼코게나이드의 가로와 세로의 길이는 각각 1 nm ~ 1 m 일 수 있다.
한편, 비제한적인 예시에서, 무기산화물은 주로 입자 형태(granule-type)를 포함하며, 그 외 선 형태나 시트 형태를 더 포함할 수 있다. 즉, 원료 물질인 3차원 구조의 무기칼코게나이드로부터 입자 형태(이를 0차원이라고 표현할 수 있다), 선 형태(이를 1차원이라고 표현할 수 있다), 시트 형태(이를 2차원이라고 표현할 수 있다)의 무기산화물이 생성될 수 있다.
비제한적인 예시에서, 무기산화물은 입자 형태이고, 입자의 크기는 0.5 nm∼300 nm 또는 0.5nm~100nm일 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 예시적인 구현예들에서는, 3차원 구조로 적층된 무기칼코게나이드를 박리시킴과 동시에 표면에 균일한 크기의 무기산화물 특히 나노 크기의 입자가 균일하게 분포된 판싱형 무기칼코게나이드 및 무기산화물 복합 물질을 합성할 수 있다. 이 방법은 추가적인 무기물 전구체의 사용이나 추가적인 어닐링 등의 열처리 등이 없이 예컨대 액상 반응의 단일 반응(one reaction) 또는 과정(one pot)으로 간단하고 절감된 제조 비용으로 판싱형 무기칼코게나이드 및 무기산화물 복합 소재를 합성할 수 있는 것이다. 또한, 3차원 구조의 무기칼코게나이드를 부분적으로 무기산화물로 산화시키는 것이고 무기산화물을 물리적으로 결합시키는 것이 아니므로 판상형 무기칼코게나이드와 무기산화물 간의 강한 상호작용을 유도하게 된다. 이에 따라, 무기산화물의 입자 크기가 커지는 것을 방지할 수 있고 입자 크기의 제어가 용이하다. 또한 균일한 입자를 형성하기가 유리하며 생성량 조절도 용이하다(판상형 무기칼코게나이드는 무기산화물의 균일한 분포를 위한 스캐폴드(scaffold) 역할을 할 수 있다). 또한, 이에 따라 복합소재의 전기적/구조적 특성 등을 제어하기가 쉽다. 또한, 무기산화물이나 판상형 무기칼코게나이드를 각각 제조하는 것이 아니라, 단일 반응(one reaction) 또는 과정(one pot)으로 제조되는 것이므로, 해당 복합 소재가 적용될 응용 분야에 따라서 복합 소재를 이루는 판상형 무기칼코게나이드의 두께, 판상의 크기, 무기산화물 크기, 형태 및 분산도 등의 일괄 제어가 용이하여 우수한 특성의 복합 소재를 제조하는데 매우 유용하다.
이러한 복합 소재는 전자 소자 등 다양한 응용 분야에 적용될 수 있고, 예컨대 투명전자소자용 예컨대 유기 태양전지 등에 유용하게 사용될 수 있다.
이하, 실시예 및 비교예를 통하여 더욱 상세히 설명하지만, 이하에 기재된 내용에 본 발명이 한정되지 않는다.
[실시예: 판상형 무기칼코게나이드 및 입자형 무기산화물 복합 물질(MoO3/ MoS2)]
사용된 모든 재료는 시그마 알드리치사로부터 입수하였다. 제조 과정은 다음과 같다. 배스 소니케이터(bath sonicator)를 사용하여 3차원 구조의 몰리브덴이황화물(0.5g)을 이소프로필알코올에 첨가하여 분산시킨다. 이후, 이 혼합용액을 교반하면서 과산화수소 (H2O2; 34.5wt%, 4ml)를 조금씩 주입하여 상온에서 연속적으로 스터링하면서 반응시킨다. 반응으로 인해 층간 간격이 넓어지고 몰리브덴삼산화물이 표면에 생성된 3차원 구조의 몰리브덴이황화물은 초음파 분산기를 이용하여 원자층 두께의 몰리브덴이황화물로 박리한다. 혼합물을 원심분리하여 미반응 산화용액과 박리되지 않은 3차원 구조의 몰리브덴이황화물을 제거한다. 제조된 판상형 몰리브덴이황화물/입자형 몰리브덴삼산화물에 증류수(탈이온수)를 넣어 약 ~1 mg/ml의 농도의 용액을 제조한다.
도 2는 본 발명 실시예에서 제조된 복합 소재의 표면을 관찰하기 위해 원자힘 현미경 (Atomic Force Microscope, AFM)을 이용하여 표면을 관찰한 결과를 나타내는 사진이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제조된 복합소재의 표면에서는 판상형 몰리브덴이황화물에 작은 입자가 고르게 분산되어 있는 것을 확인할 수 있다. 이를 바탕으로 몰리브덴삼산화물 입자의 크기를 측정하였다.
도 3은 도 2에서 관찰된 무기물 입자 크기 분포를 나타내는 결과이다. X축은 입자 사이즈(nm)이고, Y축은 주파수(%)이다. 몰리브덴삼산화물의 평균입자 크기는 약 15 nm임을 확인하였다.
한편, 도 4는 본 발명 실시예에서 판상형 몰리브덴이황화물의 크기 분포를 원자힘현미경으로 분석한 결과이다. X축은 판상 시트의 사이즈(nm)이고, Y축은 주파수(%)이다.
도 4에 나타난 바와 같이, 판상형 몰리브덴이황화물의 크기 분포를 원자힘현미경으로 분석한 결과 판상형 몰리브덴이황화물의 평균 크기는 약 230 nm인 것을 확인하였다.
도 5는 본 발명 실시예에서 제조된 복합 물질을 ITO 기판에 코팅하여 투과도(투명도)를 분석한 결과이다. X축은 파장(nm)이고, Y축은 투과도(%)이다.
도 5로부터 알 수 있듯이, 가시광선 영역인 약 550 nm에서 약 87%의 투과도를 나타내었으며, 이는 투명전극으로 주로 사용되는 ITO 기판이나 PEDOT:PSS가 코팅된 ITO 기판의 투과도와 유사함을 알 수 있다. 따라서, 판상형 몰리브덴이황화물 및 입자형 몰리브덴삼산화물이 코팅된 상기 필름이 투명도를 가지는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 본 발명의 구현예들에 따른 복합 소재는 투명전자소자용 재료로 활용이 가능할 것으로 판단된다.
[비교예 1: 무기산화물 단독(c-MoO3))]
상기 실시예의 특성을 비교할 수 있도록 몰리브덴삼산화물 단독으로 존재하는 소재를 합성하였다. 암모늄 몰리브데이트 ((NH4)6Mo7O24)를 증류수에 녹인 후, 염산 수용액을 조금씩 첨가하여 pH가 1∼1.5가 되도록 용액을 제조하였다. 이 반응을 통해 제조된 입자는 증류수로 세척한 후 사용하였다.　
[비교예 2: 판상형 무기칼코게나이드 단독(c-MoS2)]
상기 실시예로 제조된 복합소재의 특성을 비교하기 위해, 판상형 몰리브덴이황화물 단독으로 존재하는 재료를 리튬 삽입 및 박리시키는 방법으로 합성하였다.
즉, 3차원 구조의 몰리브덴이황화물(0.3g)을 질소분위기 하에서 엔브틸리튬 (n-butyl lithium) 용액(3ml, 사이클로헥산에서 1.8M)에 약 48시간 동안 담근다. 이를 통해 제조된 리튬몰리브덴이황화물 (LixMoS2)을 필터링하고 세척한 후, 증류수에 담가 약 한 시간 동안 초음파 분쇄기를 통해 박리한다. 이후, 원심분리하여 박리되지 않은 몰리브덴이황화물과 리튬하이드록사이드를 제거하고, 박리된 판상형 몰리브덴이황화물을 얻는다. 제조된 판상형 몰리브덴이황화물을 증류수(탈이온수)를 넣어 희석하여 약 ~1 mg/ml의 농도의 용액을 제조한다.
도 6a 내지 6c는 본 발명 실시예(도 6a), 비교예 1(도 6b), 비교예 2(도 6c)로 제조된 재료를 기판에 코팅하여 그 형상을 원자힘현미경으로 관찰한 AFM 이미지이다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 실시예로 제조된 복합 소재는 높낮이 편차가 작은 필름을 얻을 수 있었으며(도 6a), 비교예 1로 제조된 몰리브덴삼산화물은 큰 입자 덩어리가 형성되어 있는 것이 관찰되었다(도 6b). 또한 비교예 2의 방법으로 제조된 판상형 몰리브덴이황화물은 크기가 크고 필름의 균일도가 낮은 것을 확인할 수 있다(도 6c).
본 발명의 실시예, 비교예들의 소재의 일함수의 효과를 확인하고자 유기태양전지를 제작한 후 특성을 분석하였다.
표 1은 본 발명 실시예와 비교예들로 제조된 각 소재의 일함수를 자외선 분광기로 분석한 결과이고, 표 2는 기타 특성에 대한 분석 결과이다.
태양전지 양전극으로 사용되는 ITO 자체(Bare ITO) 및 상기 ITO 상에 통상 정공수송층으로 사용되는 PEDOT:PSS 를 코팅한 것[(c-MoS2)/ITO]의 특성을 참고예(reference)로 기재하였다. 실시예, 비교예1, 2는 ITO 상에 각각의 물질을 코팅한 경우를 나타낸다.
Bare ITO PEDOT:PSS /ITO 비교예 2
(c-MoS2) /ITO		 비교예1
(c-MoO3) /ITO		 실시예
(MoO3/ MoS2) /ITO
일함수
Work-function
(eV)		 4.32 4.76 4.36 4.88 4.80
위 표 1로부터 알 수 있듯이, 몰리브덴삼산화물이 존재하는 실시예와 비교예 1의 일함수가 다른 소재에 비해 높게 나타나는 것을 확인할 수 있다.
표 2는 OCV(Open Circuit Voltage; 개회로 전압), Jsc (short circuit current density; 전류밀도), FF(fill factor), PCE (power conversation efficiency: 광전변환효율)을 나타낸 것이다.
OCV (V) Jsc (mA / cm2) FF(%) PCE
Bare ITO 0.47 7.31 56.18 1
PEDOT:PSS /ITO 0.61 8.96 66.69 3
비교예 2
(c-MoS2) /ITO		 0.41 8.90 37.55 1
비교예1
(c-MoO3) /ITO		 0.60 8.62 60.68 3
실시예
(MoO3/ MoS2) /ITO		 0.61 8.93 67.81 3
표 2에 나타난 것처럼, 실시예의 복합소재로 제조된 유기태양전지의 광전변환효율이 가장 높은 것을 확인할 수 있다. 이는 기판에 코팅된 복합 소재 필름의 균일도가 높고 해당 복합 소재의 일함수가 높기 때문인 것으로 판단된다.
도 7은 광전변환효율이 높은 본 발명 실시예[(MoO3/ MoS2) /ITO]와, 비교예 1[(c-MoO3) /ITO], 상용 PEDOT:PSS/ITO의 장기 성능을 평가한 것이다.
도 7로부터 알 수 있듯이, 실시예로 제조된 복합소재는 16일이 지나도 초기 효율 대비 약 80%의 효율을 유지하는 반면, 비교예 1과 상용소재는 4일이 지나면 광전변환 특성이 사라지는 것을 확인하였다.　
따라서, 본 발명의 예시적인 구현예들에 따른 복합 소재는 유기 태양 전지의 정공 수송 층(HEL)으로서, 높은 효율을 가질 뿐만 아니라 또한 특히 우수한 장기 안정성을 가지는 것을 알 수 있다. 해당 특성들은 온도에 거의 영향을 받지 않는다. 따라서 해당 복합 소재는 종래의 소재들과 달리 어닐링 조건 (어닐링 온도)에 영향을 받지 않고 높은 효율과 장기 안정성을 가진다는 장점이 있다.
이상에서 본 발명의 비제한적이고 예시적인 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 기술 사상은 첨부 도면이나 상기 설명 내용에 한정되지 않는다. 본 발명의 기술 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 변형이 가능함이 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하며, 또한, 이러한 형태의 변형은 본 발명의 특허청구범위에 속한다고 할 것이다.

Claims (22)

  1. 3차원 구조로 적층된 벌크 상태의 무기칼코게나이드로부터 판상형 무기칼코게나이드를 얻는 것으로서,
    상기 판상형 무기칼코게나이드 표면에 상기 판상형 무기칼코게나이드를 부분적으로 산화시켜 무기산화물을 형성하는 것을 특징으로 하는 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물의 복합 물질 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제조 방법은, 3차원 구조로 적층된 벌크 상태의 무기칼코게나이드를 산화제와 혼합하는 것이고,
    상기 산화제는 3차원 구조로 적층된 벌크 상태의 무기칼코게나이드의 층 간에 침투하는 것이고 또한 무기칼코게나이드를 부분적으로 산화하는 것을 특징으로 하는 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물의 복합 물질 제조 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제조 방법은, 3차원 구조로 적층된 벌크 상태의 무기칼코게나이드를 산화제를 포함하는 산화 용액에 혼합하는 것을 특징으로 하는 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물의 복합 물질 제조 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제조 방법은, 3차원 구조로 적층된 벌크 상태의 무기칼코게나이드를 산화제가 포함된 산화 용액에 혼합하고 무기칼코게나이드 가장자리부터 산화하여 무기산화물을 형성하고 또한 적층된 무기칼코게나이드 층간을 넓히도록 하는 제 1 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물의 복합 물질 제조 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제조 방법은, 제 1 단계 후 넓어진 층간 사이를 산화 용액이 침투하여 적층된 무기칼코게나이드의 층간을 더 확대시키면서 적어도 하나 이상의 층의 무기칼코게나이드 표면을 부분적으로 산화시켜 무기물 산화물을 더 형성시키는 제 2 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물의 복합 물질 제조 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제조 방법은, 제 2 단계 후 외부 힘을 가하여 층간이 넓어진 무기칼코게나이드를 박리하는 제 3 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물의 복합 물질 제조 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    제 3 단계에서도 무기칼코게나이드 표면이 부분적으로 산화되어 무기물 산화물을 형성하는 것을 특징으로 하는 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물의 복합 물질 제조 방법.
  8. 제 4 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 각 단계에서는 열 처리, 플라즈마 처리, 이온빔 처리, 방사선 처리, 자외선 처리 또는 마이크로 웨이브 처리 중 하나 이상을 수행하는 것을 특징으로 하는 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물의 복합 물질 제조 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    무기칼코게나이드는 금속과 칼코겐 원소로 구성되는 것을 특징으로 하는 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물의 복합 물질 제조 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 금속은 Sc, Ti, V, Cr, Mo, Fe, W의 전이금속; 및 Ga, Ge, In의 전이 후 금속;으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나 이상의 금속인 것을 특징으로 하는 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물의 복합 물질 제조 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 칼코겐 원소는 O, S, Se, Te, Po로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물의 복합 물질 제조 방법.
  12. 제 2 항에 있어서,
    상기 산화제는 H2O2, (NH4)2S2O8, NaBrO3, H2SO4, HNO3, HClO4, H2CrO4 로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물의 복합 물질 제조 방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 무기 산화물은 입자 형 무기 산화물인 것을 특징으로 하는 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물의 복합 물질 제조 방법.
  14. 판상형 무기칼코게이나이드; 및
    상기 판상형 무기칼코게나이드 표면에 해당 무기칼코게나이드로부터 산화되어 생성된 무기산화물이 형성된 것을 특징으로 하는 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물의 복합 물질.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 판상형 무기칼코게나이드의 두께는 300nm 이하인 것을 특징으로 하는 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물의 복합 물질.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 판상형 무기칼코게나이드의 가로와 세로의 길이는 각각 1 nm 내지 1 m인 것을 특징으로 하는 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물 입자 복합 물질.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 무기 산화물은 입자 형, 선형 및 시트 형으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나 이상의 형태인 것을 특징으로 하는 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물의 복합 물질.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 무기산화물은 입자 형태를 포함하고, 해당 입자 크기가 0.5 nm 내지 300nm인 것을 특징으로 하는 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물의 복합 물질.
  19. 제 14 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 따른 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물의 복합 물질이 적층된 것을 특징으로 하는 3차원 구조의 무기칼코게나이드 및 무기산화물 복합 물질.
  20. 제 14 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 따른 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물의 복합 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 소자.
  21. 제 20 항에 있어서,
    투명 전극; 및
    상기 투명 전극 상에 존재하는 상기 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물의 복합 물질;을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 소자.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 전자 소자는 유기 태양 전지이고,
    상기 투명 전극은 ITO 이고,
    상기 투명 전극 상의 정공 수송층에 상기 판상형 무기칼코게나이드 및 무기산화물의 복합 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 소자.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101633631B1 (ko) * 2015-08-11 2016-06-27 연세대학교 산학협력단 실크를 이용한 반도체 물질의 박리방법
US20220041463A1 (en) * 2020-07-17 2022-02-10 Mcmaster University Systems and methods for the production of tunable conductive molybdenum disulfide thin films
CN115385309A (zh) * 2022-09-19 2022-11-25 西南交通大学 一种二维氧掺杂GaSe纳米片的制备方法及应用

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102087853B1 (ko) * 2017-05-26 2020-03-12 한국화학연구원 벌크소재, 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 촉매 및 전극

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090082925A (ko) * 2006-11-16 2009-07-31 알베마를 네덜란드 비.브이. 몰리브데나이트로부터 정제된 몰리브덴 산화물원료
US20130281335A1 (en) 2010-10-01 2013-10-24 Universita Degli Studi Di Salerno "one pot" synthesis of 2d, 1d, and 0d nano crystals of tungsten and molybdenum chalcogenides (ws2, mos2) functionalized with long chain amine and/or carboxylic acid and/or thiol
US20130302593A1 (en) 2010-09-03 2013-11-14 The Provost, Fellows, Foudation Scholars, and the Other Members of Board of the College of the Holy Process to Produce Atomically Thin Crystals and Films

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090082925A (ko) * 2006-11-16 2009-07-31 알베마를 네덜란드 비.브이. 몰리브데나이트로부터 정제된 몰리브덴 산화물원료
US20130302593A1 (en) 2010-09-03 2013-11-14 The Provost, Fellows, Foudation Scholars, and the Other Members of Board of the College of the Holy Process to Produce Atomically Thin Crystals and Films
US20130281335A1 (en) 2010-10-01 2013-10-24 Universita Degli Studi Di Salerno "one pot" synthesis of 2d, 1d, and 0d nano crystals of tungsten and molybdenum chalcogenides (ws2, mos2) functionalized with long chain amine and/or carboxylic acid and/or thiol

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Preparation of MoS2 thin films by chemical vapor deposition" J. Mater. Res. Vol. 9, page 1475-1483, 1994
"Synthesis of large-area MoS2 Atomic Layers with Chemical Vapor Deposition" Adv. Mater., 2012, 24, 2320-2325
ACS Applied Materials & Interfaces, Girotto et al., 3 (2011) 3244-3247
Advanced Energy Materials, Gu et al., 3 (2013) 1262-1268
Applied Physics Letters, Meyer et al., 96 (2010) 133308

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101633631B1 (ko) * 2015-08-11 2016-06-27 연세대학교 산학협력단 실크를 이용한 반도체 물질의 박리방법
US20220041463A1 (en) * 2020-07-17 2022-02-10 Mcmaster University Systems and methods for the production of tunable conductive molybdenum disulfide thin films
US11964880B2 (en) * 2020-07-17 2024-04-23 Mcmaster University Systems and methods for the production of tunable conductive molybdenum disulfide thin films
CN115385309A (zh) * 2022-09-19 2022-11-25 西南交通大学 一种二维氧掺杂GaSe纳米片的制备方法及应用

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