KR20200116706A - 광전소자 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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KR20200116706A
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방승호
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성균관대학교산학협력단
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Abstract

기판 상에 형성된 금속 나노와이어; 및 상기 금속 나노와이어 상에 형성된 2차원 반도체 물질;을 포함하는, 광전소자에 관한 것이다.

Description

광전소자 및 이의 제조 방법 {OPTOELECTRONIC DEVICES AND PREPARING METHOD THEREOF}
본원은 광전소자 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
광전소자(Optoelectronic device)는 광학적 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 소자로, 가시광선, 적외선, 자외선 등의 빛에 대한 반응으로 전기적 신호 또는 전력을 발생할 수 있다. 광전소자로는 포토다이오드(photodiode), 태양전지(solar cell) 등이 있다.
2 차원 반도체 물질은 단일 층에서, 직접 밴드 갭을 지니며 높은 전자속도를 바탕으로 유연성을 지닌 투명 광전소자 응용 분야에 주목 받고 있다. 하지만, 얇은 두께 (< 1 nm)에서 유래된 물질 고유의 낮은 흡수율이 광전소자 응용에 어려움을 일으킨다. 따라서 이를 극복하기 위하여 다양한 방법들이 제시되고 있지만, 광 효율 증가도가 낮거나 복잡한 공정상의 문제로 인하여 2 차원 반도체 물질을 상업용으로 이용할만한 재현성 있는 광전소자 효율은 확인되지 못하였다.
본원의 배경이 되는 기술인 한국등록특허 제 10-1732943 호는 이차원 전이금속 디칼코겐 화합물을 발광층으로 하는 발광소자와 그 제조방법에 관한 것이다. 상기 등록특허는 고분자 절연체 사이에 샌드위치 적층된 2차원 구조의 전이금속 디칼코겐 화합물을 발광층으로 가지는 구성을 개시하고 있다.
본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 광전소자 및 이의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
다만, 본원의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들도 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 제 1 측면은, 기판 상에 형성된 금속 나노와이어; 및 상기 금속 나노와이어 상에 형성된 2 차원 반도체 물질;을 포함하는, 광전소자를 제공한다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 금속 나노와이어는 폴리비닐피롤리돈에 의해 코팅된 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 광전소자는 상기 금속 나노와이어의 표면 플라즈몬 공명 현상을 이용하여 상기 2 차원 반도체 물질의 광 효율을 향상시키는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 제 2 측면은, 기판 상에 금속 나노와이어를 코팅하는 단계; 및 상기 금속 나노와이어 상에 2 차원 반도체 물질을 전사하는 단계;를 포함하는, 광전소자의 제조 방법을 제공한다.
상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본원을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.
전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 금속 나노와이어의 표면 플라즈몬 공명 현상을 이용하여 상기 2 차원 반도체 물질의 광 효율을 향상시킴으로써 종래 기술의 2 차원 반도체 광전소자보다 향상된 수득효율을 나타낼 수 있다.
다만, 본원에서 얻을 수 있는 효과는 상기된 바와 같은 효과들로 한정되지 않으며, 또 다른 효과들이 존재할 수 있다.
도 1 은 본원의 일 구현예에 따른 광전소자의 모식도이다.
도 2 는 본원의 일 실시예에 따른 광전소자의 현미경 이미지이다.
도 3 은 본원의 일 구현예에 따른 광전소자의 제조 방법의 모식도이다.
도 4 는 본원의 일 구현예에 따른 광전소자의 제조 방법의 순서도이다.
도 5 는 단일 층 이황와 몰리브덴의 라만 스펙트럼이다.
도 6 의 (a) 및 (b)는 폴리비닐피롤리돈으로 코팅된 은 나노와이어의 라만 스펙트럼 및 전자주사현미경 이미지이다.
도 7 은 단일 층 이황화 몰리브덴, 은 나노와이어 상에 형성된 이황화 몰리브덴, 및 폴리비닐피롤리돈으로 코팅된 은 나노와이어 상에 형성된 이황화 몰리브덴의 광 발광 스펙트럼이다.
도 8 의 (a) 및 (b)는 단일 층 이황화 몰리브덴 및 폴리비닐피롤리돈으로 코팅된 은 나노와이어 상에 형성된 이황화 몰리브덴의 광학 현미경 이미지, 및 공초점 광 발광 맵핑 이미지이다.
도 9 는 도 8 의 (b)의 i, ii 위치에서의 광 발광 스펙트럼이다.
도 10 은 레이저 편광 방향에 따른 은 나노와이어 스캐터링 스펙트럼이다.
도 11 은 레이저 편광 방향에 따른 은 나노와이어 상에 형성된 이황화 몰리브덴의 광 발광 변화 스펙트럼이다.
도 12 는 은 나노와이어의 표면 플라즈몬 효과에 의한 단일 층 이황화 몰리브덴의 광 발광 향상을 이해하기 위한 도식도이다.
도 13 의 (a) 및 (b)는 다양한 파워 세기에 따른 단일 층 이황화 몰리브덴 및 폴리비닐피롤리돈으로 코팅된 은 나노와이어 상에 형성된 이황화 몰리브덴의 광 발광 스펙트럼이다.
도 14 는 엑시톤-플라즈몬 커플링에 따른 단일 층 이황화 몰리브덴의 A1g 픽 이동 맵핑 이미지이다.
도 15 는 은 나노와이어 밀집도 변화에 따른 단일 층 이황화 몰리브덴 A1g 와 E1 2g 픽의 변화도이다.
도 16 은 단일 층 이황화 몰리브덴 영역 및 폴리비닐피롤리돈으로 코팅된 은 나노와이어 상에 형성된 이황화 몰리브덴 영역의 흡수도 맵핑 이미지이다.
도 17 은 단일 층 이황화 몰리브덴과 폴리비닐피롤리돈으로 코팅된 은 나노와이어 상에 형성된 이황화 몰리브덴의 평균 흡수도 스펙트럼이다.
도 18 은 은 나노와이어 밀집도에 따른 단일 층 이황화 몰리브덴의 상대 양자 효율을 나타낸 그래프이다.
도 19 의 (a) 및 (b)는 본원의 일 비교예 및 실시예에 따른 광전소자의 광전류 그래프 및 시간에 따른 광 전류 그래프이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에", "상부에", "상단에", "하에", "하부에", "하단에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 또한, 본원 명세서 전체에서, "~ 하는 단계" 또는 "~의 단계"는 "~를 위한 단계"를 의미하지 않는다.
본원 명세서 전체에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 "이들의 조합"의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.
본원 명세서 전체에서, "A 및/또는 B" 의 기재는, "A 또는 B, 또는, A 및 B" 를 의미한다.
이하, 본원의 광전소자 및 이의 제조 방법에 대하여 구현예 및 실시예와 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나, 본원이 이러한 구현예 및 실시예와 도면에 제한되는 것은 아니다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 제 1 측면은, 기판 상에 형성된 금속 나노와이어; 및 상기 금속 나노와이어 상에 형성된 2차원 반도체 물질;을 포함하는, 광전소자를 제공한다.
도 1 은 본원의 일 구현예에 따른 광전소자의 모식도이고, 도 2 는 본원의 일 실시예에 따른 광전소자의 현미경 이미지이다.
2 차원 반도체 물질은 단일 층에서 직접 밴드 갭을 지니며 높은 전자속도를 바탕으로 유연성을 지닌 투명 광전소자 응용 분야에 주목 받고 있다. 하지만, 얇은 두께 (< 1 nm)에서 유래된 물질 고유의 낮은 흡수율이 광전소자 응용에 어려움을 일으킨다. 따라서 이를 극복하기 위하여 다양한 방법들이 제시되고 있지만, 광 효율 증가도가 낮거나 복잡한 공정상의 문제로 인하여 2 차원 반도체 물질을 상업용으로 이용할만한 재현성 있는 광전소자 효율은 확인되지 못하였다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 광전소자는 상기 금속 나노와이어의 표면 플라즈몬 공명 현상을 이용하여 상기 2 차원 반도체 물질의 광 효율을 향상시키는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
금속의 표면 플라즈몬 현상을 이용하여 다양한 반도체 물질들의 발광/수광 효율을 증가시킬 수 있다. 표면 플라즈몬이란 나노 수준 크기의 금속표면에 특정 고유 파수를 지니는 빛이 입사할 때 금속표면에서 강한 전자기장이 유도되는 현상을 의미한다. 그러나 금속의 크기, 모양, 재질과 산화 현상에 의해 플라즈몬 효과가 강하지 않았으며, 비용이 높은 문제가 있다. 따라서 플라즈몬 효과를 일으킬 만한 나노 크기의 금속의 선택이 어려웠으며, 2 차원 반도체의 광학 효율을 향상 시킬 수 있는 방법이 제한적이었다. 이를 해결하기 위하여, 본 출원인은 금속의 표면 플라즈몬 현상을 이용하여 2 차원 반도체 물질들의 광 효율을 향상시킨 광전소자를 개발하였다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 금속 나노와이어는 폴리비닐피롤리돈에 의해 코팅된 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 반도체 물질과 금속이 직접 접촉되면, 전하 이동에 의해서 표면 플라즈몬 현상을 상쇄 시키게 된다. 따라서 본 발명자들은 폴리비닐피롤리돈(Polyvinylpyrrolidone; PVP)에 의해 코팅된 금속 나노와이어를 사용하였다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 기판은 실리콘 기판, 실리콘 옥사이드 기판, 플라스틱 기판, 유리 기판, 테프론 필름 기판, 사파이어 기판, 질화물 기판 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 기판을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 금속 나노와이어는 Ag, Au, Pt, Al, Cu, Cr, V, Mg, Ti, Sn, Pb, Pd, W, Ni 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 금속을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 바람직하게는, 상기 금속 나노와이어는 Ag 를 포함하는 것일 수 있다.
은 나노와이어는, 금속 중에서 화학적 안정성이 높고, 열전도도 및 전기전도도가 매우 좋은 은의 특징과 나노와이어의 아주 작은 치수로 인해 나타나는 광학적 특성인 투명성까지 더해져 투명 도전막을 제조하기 위한 전극 소재이다. 이러한 은 나노와이어는 플라즈마 디스플레이 판넬, 광학필터, 전자차폐제, 유기발광다이오드, 태양전지, LCD, 터치스크린, 휴대폰용 EL 키패드 등 전기, 자기, 광학 소자 및 센서 등에 광범위하게 적용할 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 2 차원 반도체 물질은 MoS2, MoSe2, MoTe2, WS2, WSe2, WTe2, ReS2, ReSe2, ReTe2, TaS2, TaSe2, TaTe2, TiS2, TiSe2, TiTe2 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 물질을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 제 2 측면은, 기판 상에 금속 나노와이어를 코팅하는 단계; 및 상기 금속 나노와이어 상에 2 차원 반도체 물질을 전사하는 단계;를 포함하는, 광전소자의 제조 방법을 제공한다.
본원의 제 2 측면에 따른 광전소자의 제조 방법에 대하여, 본원의 제 1 측면과 중복되는 부분들에 대해서는 상세한 설명을 생략하였으나, 그 설명이 생략되었더라도 본원의 제 1 측면에 기재된 내용은 본원의 제 2 측면에 동일하게 적용될 수 있다.
도 3 은 본원의 일 구현예에 따른 광전소자의 제조 방법의 모식도이고, 도 4 는 본원의 일 구현예에 따른 광전소자의 제조 방법의 순서도이다.
이하, 도 3 및 4 를 참조하여 상기 제조 방법에 대해 설명하도록 한다.
먼저, 기판 상에 금속 나노와이어를 코팅한다 (S100).
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 기판은 플라스틱 기판, 유리 기판, 실리콘 기판, 실리콘 옥사이드 기판, 테프론 필름 기판, 사파이어 기판, 질화물 기판, 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 기판을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 금속 나노와이어는 Ag, Au, Pt, Al, Cu, Cr, V, Mg, Ti, Sn, Pb, Pd, W, Ni 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 금속을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 바람직하게는, 상기 금속 나노와이어는 Ag 를 포함하는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 코팅은 스핀 코팅, 바코팅, 노즐 프린팅, 스프레이 코팅, 슬롯다이코팅, 그라비아 프린팅, 잉크젯 프린팅, 스크린 프린팅, 전기수력학적 젯 프린팅, 전기분무 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 방법에 의해 수행되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 바람직하게는, 상기 코팅은 스핀 코팅에 의해 수행되는 것일 수 있다.
이어서, 상기 금속 나노와이어 상에 2 차원 반도체 물질을 전사한다 (S200).
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 2 차원 반도체 물질은 MoS2, MoSe2, MoTe2, WS2, WSe2, WTe2, ReS2, ReSe2, ReTe2, TaS2, TaSe2, TaTe2, TiS2, TiSe2, TiTe2 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 물질을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 2 차원 반도체 물질은 화학기상증착법을 이용하여 단일 층으로 성장된 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 전사는 습식 방법에 의해 수행되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
이하 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 하나, 하기의 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것이며 본원의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.
[실시예] 광전소자의 제조
먼저, 깨끗한 유리 기판 상에 폴리비닐피롤리돈 (polyvinyl pyrrolidone, PVP)에 완전히 둘러 싸인(코팅된) 초고순도의 은 나노와이어를 스핀 코팅하였다. 그리고, 화학기상증착법을 이용하여 단일 층으로 성장된 이황화 몰리브덴을 상기 은 나노와이어 네트워크 상에 습식 전사방법으로 전사하였다. 이어서, 습식 전사 공정에서 사용된 폴리(메틸메타크릴레이트)(PMMA)를 아세톤으로 제거함으로써 최종 적층 형태의 폴리비닐피롤리돈으로 코팅된 은 나노와이어와 이황화 몰리브덴의 하이브리드 구조가 형성되었다.
[비교예 1] 단일 층 이황화 몰리브덴 광전소자의 제조
상기 실시예의 폴리비닐피롤리돈으로 코팅된 은 나노와이어 상에 형성된 이황화 몰리브덴 대신 단일 층 이황화 몰리브덴을 사용하여 광전소자를 제조하였다.
[비교예 2] 은 나노와이어 상에 형성된 이황화 몰리브덴 광전소자의 제조
상기 실시예의 폴리비닐피롤리돈으로 코팅된 은 나노와이어 대신 순수한 은 나노와이어를 사용하여 광전소자를 제조하였다.
[실험예]
상기 실시예 및 비교예에 따라 제조된 광전소자의 특성을 관찰하였고, 그 결과를 도 5 내지 도 19 로서 나타내었다.
도 5 는 단일 층 이황와 몰리브덴의 라만 스펙트럼이다.
도 5 를 참조하면, E1 2g(inplain vibrational mode)와 A1g(out-of-plain vibrational mode)로 대표되는 단일 층 이황화 몰리브덴임을 확인할 수 있다. 상기 라만 스펙트럼에서 17 cm-1 간격을 확인함으로써 단일 층 임을 알 수 있다.
도 6 의 (a) 및 (b)는 폴리비닐피롤리돈으로 코팅된 은 나노와이어의 라만 스펙트럼 및 전자주사현미경 이미지이다.
도 6 의 (a) 및 (b)를 참조하면, Ag-O 진동 모드(228 cm-1)와 전자주사현미경 이미지를 통하여 폴리비닐피롤리돈이 은 나노와이어를 완전히 덮고 있는 것을 확인할 수 있다.
도 7 은 단일 층 이황화 몰리브덴, 은 나노와이어 상에 형성된 이황화 몰리브덴, 및 폴리비닐피롤리돈으로 코팅된 은 나노와이어 상에 형성된 이황화 몰리브덴의 광 발광 스펙트럼이다.
도 7 을 참조하면, 은 나노와이어가 폴리비닐피롤리돈으로 코팅되지 않으면(비교예 2) 금속의 전하가 반도체로 이동하게 됨으로써 광 발광이 감소하는 현상을 확인할 수 있다.
도 8 의 (a) 및 (b)는 단일 층 이황화 몰리브덴 및 폴리비닐피롤리돈으로 코팅된 은 나노와이어 상에 형성된 이황화 몰리브덴의 광학 현미경 이미지, 및 공초점 광 발광 맵핑 이미지이다.
도 8 의 (a) 및 (b)를 참조하면, 은 나노와이어 네트워크 상에서 전반적으로 향상된 광 발광 현상을 확인할 수 있다.
도 9 는 도 8 의 (b)의 i, ii 위치에서의 광 발광 스펙트럼이다.
도 9 를 참조하면, 단일 층 이황화 몰리브덴 영역대비 하이브리드 영역에서 PL 향상 인자(enhancement factor; EF)가 560 으로 관측되었다.
도 10 은 레이저 편광 방향에 따른 은 나노와이어 스캐터링 스펙트럼이다.
도 10 을 참조하면, 수평 방향의 레이져가 은 나노와이어에 입사될 때, 은 나노와이어의 강한 스캐터링을 확인할 수 있다.
도 11 은 레이저 편광 방향에 따른 은 나노와이어 상에 형성된 이황화 몰리브덴의 광 발광 변화 스펙트럼이다.
도 11 을 참조하면, 은 나노와이어에 평행한 레이저가 입사될 때 단일 층 이황화 몰리브덴의 광 발광이 강해짐을 확인할 수 있다.
도 12 는 은 나노와이어의 표면 플라즈몬 효과에 의한 단일 층 이황화 몰리브덴의 광 발광 향상을 이해하기 위한 도식도이다.
도 12 를 참조하면, 이황화 몰리브덴의 엑시톤과 은 나노와이어 사이의 표면 플라즈몬 커플링이 일어나기 위한 조건의 모식도이다.
도 13 의 (a) 및 (b)는 다양한 파워 세기에 따른 단일 층 이황화 몰리브덴 및 폴리비닐피롤리돈으로 코팅된 은 나노와이어 상에 형성된 이황화 몰리브덴의 광 발광 스펙트럼이다.
도 13 의 (a) 및 (b)를 참조하면, 파워 의존 광 발광 실험을 통해 엑시톤-플라즈몬 커플링 검증을 확인할 수 있다.
도 14 는 엑시톤-플라즈몬 커플링에 따른 단일 층 이황화 몰리브덴의 A1g 픽 이동 맵핑 이미지이다.
도 14 를 참조하면, 은 나노와이어 상에서 단일 층 이황화 몰리브덴의 A1g 픽이 낮은 파장영역으로 청색 이동한 것을 확인할 수 있다.
도 15 는 은 나노와이어 밀집도 변화에 따른 단일 층 이황화 몰리브덴 A1g 와 E1 2g 픽의 변화도이다.
도 15 를 참조하면, 외형 변화에 따른 E1 2g 픽은 은 나노와이어 밀집도가 증가를 하더라도 특정 밀집도 이상부터는 픽의 변화가 없으며, A1g 픽은 밀집도 증가에 따라 계속해서 움직임을 확인할 수 있다.
도 16 은 단일 층 이황화 몰리브덴 영역 및 폴리비닐피롤리돈으로 코팅된 은 나노와이어 상에 형성된 이황화 몰리브덴 영역의 흡수도 맵핑 이미지이다.
도 16 을 참조하면, 고밀도의 은 나노와이어 상 영역에서 이황화 몰리브덴의 가시광 영역 흡수도가 가장 큰 것을 확인할 수 있다.
도 17 은 단일 층 이황화 몰리브덴과 폴리비닐피롤리돈으로 코팅된 은 나노와이어 상에 형성된 이황화 몰리브덴의 평균 흡수도 스펙트럼이다.
도 17 을 참조하면, 단일 층 이황화 몰리브덴 보다 폴리비닐피롤리돈으로 코팅된 은 나노와이어 상에 형성된 이황화 몰리브덴의 평균 흡수도가 높은 것을 확인할 수 있다.
도 18 은 은 나노와이어 밀집도에 따른 단일 층 이황화 몰리브덴의 상대 양자 효율을 나타낸 그래프이다.
도 18 을 참조하면, 은 나노와이어의 밀집도가 증가할 때 단일 층 이황화 몰리브덴의 상대 양자 효율은 증가함을 확인할 수 있다.
도 19 의 (a) 및 (b)는 본원의 일 비교예 및 실시예에 따른 광전소자의 광전류 그래프 및 시간에 따른 광 전류 그래프이다.
도 19 의 (a) 및 (b)를 참조하면, 본원의 실시예에 따른 광전소자는 금속의 표면 플라즈몬 현상에 의해 비교예에 따른 광전소자보다 수 백배 이상 증가된 광 전류를 확인 할 수 있다.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (4)

  1. 기판 상에 형성된 금속 나노와이어; 및
    상기 금속 나노와이어 상에 형성된 2차원 반도체 물질;
    을 포함하는, 광전소자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속 나노와이어는 폴리비닐피롤리돈에 의해 코팅된 것인, 광전소자.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 광전소자는 상기 금속 나노와이어의 표면 플라즈몬 공명 현상을 이용하여 상기 2 차원 반도체 물질의 광 효율을 향상시키는 것인, 광전소자.
  4. 제 1 항에 따른 하이브리드 광전소자의 제조 방법에 있어서,
    기판 상에 금속 나노와이어를 코팅하는 단계; 및
    상기 금속 나노와이어 상에 2 차원 반도체 물질을 전사하는 단계;를 포함하는, 광전소자의 제조 방법.
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