KR20230168373A - Integrated chemical vapor deposition microscope apparatus and control method for low-dimensional material synthesis using thereof - Google Patents
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Abstract
통합 화학기상증착 현미경 장치 및 이를 이용한 저차원 물질의 합성 제어방법이 개시된다. 본 발명에 따른 통합 화학기상증착 현미경 장치는 제1 전구체를 기화시키는 가열로; 가열로에 연통되게 마련되며, 가열로에 공급되는 비활성가스의 양을 조절하는 가스 플로우유닛; 비활성가스에 의해 운반된 기화된 제1 전구체가 공급되고 제1 전구체와 반응하는 제2 전구체가 코팅된 기판이 내재된 반응챔버와, 반응챔버에 마련된 관측창을 구비하되, 온도 조절이 가능한 반응 스테이지; 및 관측창에 대향되게 배치되어 반응챔버 내에서 제1 전구체와 제2 전구체에 의해 합성되는 화합물의 핵형성 및 성장을 실시간으로 관측하고 촬영하는 현미경유닛을 포함한다.An integrated chemical vapor deposition microscope device and a method for controlling the synthesis of low-dimensional materials using the same are disclosed. An integrated chemical vapor deposition microscopy device according to the present invention includes a heating furnace for vaporizing a first precursor; A gas flow unit provided in communication with the heating furnace and controlling the amount of inert gas supplied to the heating furnace; A reaction stage equipped with a reaction chamber supplied with a vaporized first precursor carried by an inert gas and a substrate coated with a second precursor that reacts with the first precursor, and an observation window provided in the reaction chamber, the temperature of which is adjustable. ; and a microscope unit disposed opposite the observation window to observe and photograph the nucleation and growth of the compound synthesized by the first precursor and the second precursor in the reaction chamber in real time.
Description
본 발명은 통합 화학기상증착 현미경 장치 및 이를 이용한 저차원 물질의 합성 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to an integrated chemical vapor deposition microscopy device and a method for controlling the synthesis of low-dimensional materials using the same.
다양한 전기적 특성을 갖는 이차원물질은 수직 및 수평 조립을 통해서 소자 구현이 가능하다. 이차원물질은 수십 층으로 적층시켜도 두께가 수십 나노미터에 불과하여 소자의 크기를 매우 작게 만들 수 있다.Two-dimensional materials with various electrical properties can be implemented into devices through vertical and horizontal assembly. Even if two-dimensional materials are stacked in dozens of layers, the thickness is only a few tens of nanometers, making it possible to make the device very small.
예를들어 전이금속과 칼코젠의 다양한 조합을 통하여 이루어진 밴드갭 제어는 전자소자, 태양광 소재, 에너지 소재, 촉매 소재 등에 다양하게 활용할 수 있어 그 응용분야가 매우 넓다.For example, bandgap control achieved through various combinations of transition metals and chalcogens can be used in a variety of electronic devices, solar materials, energy materials, and catalyst materials, so its field of application is very wide.
이차원물질은 반데르발스(van der Waals) 물질이라고도 불리며 수 원자층의 두께를 갖고 평면상으로 넓게 펼쳐진 물질로 종류와 특성이 매우 다양하다. Two-dimensional materials, also called van der Waals materials, are materials that have a thickness of several atomic layers and spread widely on a plane, and have a wide variety of types and characteristics.
이차원물질은 그래핀(graphene), 육방정 질화 붕소(hexagonal boron nitride), 산화물(oxide), 전이금속 칼코젠(transition metal chalcogenide, 예, MoS2, WS2, MoSe2, WSe2, ReS2, ReSe2, MoTe2, WTe2, ZrS2, ZrSe2, NbS2, NbSe2, GaSe, GaTe, InSe, Bi2Se3), 흑린(black phosphorus), 실리신(Silicene) 및 보로핀(Borophene) 중 어느 하나 또는 이의 조합을 포함할 수 있다.Two-dimensional materials include graphene, hexagonal boron nitride, oxide, and transition metal chalcogenide (e.g., MoS 2 , WS 2 , MoSe 2 , WSe 2 , ReS 2 , Any of ReSe 2 , MoTe 2 , WTe 2 , ZrS 2 , ZrSe 2 , NbS 2 , NbSe 2 , GaSe, GaTe, InSe, Bi2Se 3 ), black phosphorus, silicene and borophene It may include one or a combination thereof.
특히 전이금속 칼코젠 화합물의 경우 반도체 특성을 지니고 있고 전이금속과 칼코젠 원소의 조합에 따라 밴드갭을 1.0~2.5 eV까지 조절할 수 있으며, 다양한 광전기적 특성을 나타낼 수 있어 차세대 재료로서의 연구가 활발하게 진행 중이며, 대면적으로 성장시킬 수 있어 광전기적 응용에 적합하다. 그러나 전이금속 칼코젠 화합물의 성장 과정에 발생하는 결함(예를들어, 격자 내의 칼코젠 결함) 및 층수 조절은 여전히 해결해야 할 문제로 남아 있으며 효율적인 성장 방법이 필요한 실정이다.In particular, transition metal chalcozene compounds have semiconductor properties, can adjust the band gap from 1.0 to 2.5 eV depending on the combination of transition metal and chalcogen elements, and can exhibit various optoelectric properties, leading to active research as next-generation materials. It is in progress and can be grown in a large area, making it suitable for photoelectric applications. However, defects that occur during the growth of transition metal chalcogen compounds (for example, chalcogen defects in the lattice) and control of the number of layers still remain problems to be solved, and efficient growth methods are needed.
전이금속 칼코젠 화합물의 경우 화학기상증착법증착법(Chemical Vapor Deposition, CVD)을 통한 많은 성장 연구가 이루어지고 있지만, 성장 조건의 확립을 위해서는 성장조건을 바꾸고 그 결과를 성장 완료 후 샘플을 통해 특성을 관찰하는 즉 ‘성장 후 분석법’의 경우가 대부분이어서 성장 조건을 정립하는데 많은 시간과 노력이 필요하였다.In the case of transition metal chalcogen compounds, many growth studies are being conducted through chemical vapor deposition (CVD), but in order to establish growth conditions, the growth conditions are changed and the characteristics are observed through samples after growth is completed. In other words, in most cases, it was a 'post-growth analysis method', so a lot of time and effort was needed to establish growth conditions.
이에 성장 전 과정에서 성장 인자 조절의 효과를 실시간으로 관찰할 수 있는 방법이 절실하며, 성장 메커니즘을 분석하기 위해 성장조건에 따른 결정립의 모양 및 특성의 변화에 대한 기존 연구뿐만 아니라 다음과 같은 방법들이 도입되었다. 그래핀의 경우 화학기상증착 장치에서 탄소 동위원소가 공급된 시간을 달리함으로써 다층 그래핀의 성장 궤적 및 시간별 성장과정을 알 수 있었고, 투과전자현미경과 주사전자 현미경을 이용한 이차원물질의 구조 변화가 연구되었다. 하지만 이들 방법의 대부분은 기판상의 하나의 전구체가 변화하는 과정을 볼 수만 있으며 두 개 이상의 전구체가 필요한 능동적인 성장의 경우 적용이 불가하다.Accordingly, a method that can observe the effects of growth factor regulation in real time throughout the entire growth process is urgently needed, and in order to analyze the growth mechanism, the following methods as well as existing studies on changes in the shape and characteristics of grains according to growth conditions are needed. was introduced. In the case of graphene, the growth trajectory and time-dependent growth process of multilayer graphene could be known by varying the time when carbon isotopes were supplied from the chemical vapor deposition device, and structural changes in the two-dimensional material were studied using transmission electron microscopy and scanning electron microscopy. It has been done. However, most of these methods can only view the change process of a single precursor on a substrate and are not applicable to active growth that requires two or more precursors.
따라서, 전이금속 칼코젠 화합물 등과 같은 합성되는 이차원물질을 실시간으로 관찰하고 제어할 수 있는 기술이 필요하다.Therefore, there is a need for technology that can observe and control synthesized two-dimensional materials such as transition metal chalcogen compounds in real time.
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 합성되는 화합물의 핵형성 및 성장 과정을 실시간으로 관측 및 촬영할 수 있으며, 촬영된 영상정보로부터 화합물의 성장과정을 실시간 분석하여 성장조건의 효과를 정확하게 분석할 수 있는 통합 화학기상증착 현미경 장치 및 이를 이용한 저차원 물질의 합성 제어방법을 제공하는 것이다.Therefore, the technical problem that the present invention aims to solve is to observe and film the nucleation and growth process of the compound being synthesized in real time, and to accurately analyze the effect of growth conditions by analyzing the growth process of the compound in real time from the captured image information. The aim is to provide an integrated chemical vapor deposition microscopy device and a method for controlling the synthesis of low-dimensional materials using the same.
본 발명의 일 측면에 따르면, 제1 전구체를 기화시키는 가열로; 상기 가열로에 연통되게 마련되며, 상기 가열로에 공급되는 비활성가스의 양을 조절하는 가스 플로우유닛; 상기 비활성가스에 의해 운반된 기화된 상기 제1 전구체가 공급되고 상기 제1 전구체와 반응하는 제2 전구체가 코팅된 기판이 내재된 반응챔버와, 상기 반응챔버에 마련된 관측창을 구비하되, 온도 조절이 가능한 반응 스테이지; 및 상기 관측창에 대향되게 배치되어 상기 반응챔버 내에서 상기 제1 전구체와 상기 제2 전구체에 의해 합성되는 화합물의 핵형성 및 성장을 실시간으로 관측하고 촬영하는 현미경유닛을 포함하는 통합 화학기상증착 현미경 장치가 제공될 수 있다.According to one aspect of the present invention, a heating furnace for vaporizing the first precursor; a gas flow unit provided in communication with the heating furnace and controlling the amount of inert gas supplied to the heating furnace; a reaction chamber containing a substrate supplied with the vaporized first precursor carried by the inert gas and coated with a second precursor reacting with the first precursor; and an observation window provided in the reaction chamber, wherein temperature is controlled. This possible reaction stage; and an integrated chemical vapor deposition microscope including a microscope unit disposed opposite the observation window to observe and photograph the nucleation and growth of the compound synthesized by the first precursor and the second precursor in the reaction chamber in real time. A device may be provided.
상기 현미경유닛은, 상기 반응 스테이지를 지지하는 지지부; 상기 관측창에 대향되게 배치된 대물렌즈; 및 상기 대물렌즈에 인라인되게 배치되어 상기 화합물의 핵형성 및 성장을 실시간으로 관측 및 촬영하는 촬영모듈을 포함할 수 있다.The microscope unit includes a support portion supporting the reaction stage; An objective lens disposed opposite the observation window; And it may include an imaging module disposed in-line with the objective lens to observe and photograph nucleation and growth of the compound in real time.
상기 촬영모듈은 CCD 카메라(Charge Coupled Device camera)를 포함할 수 있다.The imaging module may include a CCD camera (Charge Coupled Device camera).
상기 CCD 카메라에는 빛을 단색화하기 위한 밴드패스필터가 장착될 수 있다.The CCD camera may be equipped with a band-pass filter to monochromatize light.
상기 현미경유닛은, 광원; 상기 대물렌즈와 상기 촬영모듈 사이에 마련된 빔 스플리터; 상기 빔 스플리터와 상기 광원 사이에 마련된 콜리메이터 렌즈; 상기 빔 스플리터와 상기 촬영모듈 사이에 마련된 결상렌즈; 상기 결상렌즈와 상기 촬영모듈 사이에 마련된 분광기를 더 포함할 수 있다.The microscope unit includes a light source; A beam splitter provided between the objective lens and the imaging module; a collimator lens provided between the beam splitter and the light source; An imaging lens provided between the beam splitter and the imaging module; It may further include a spectroscope provided between the imaging lens and the imaging module.
상기 촬영모듈에 연결되어 상기 화합물의 핵형성 및 성장을 디스플레이하는 디스플레이모듈을 더 포함할 수 있다.It may further include a display module connected to the imaging module to display nucleation and growth of the compound.
상기 가열로와 상기 가스 플로우유닛과 상기 반응 스테이지 및 상기 현미경유닛에 연결되되, 촬영된 상기 화합물의 핵형성 및 성장 이미지를 저장하고 상기 화합물의 성장과정을 분석하며, 상기 제1 전구체의 온도와 상기 제2 전구체의 온도 및 상기 비활성가스의 양을 조절하여 상기 화합물의 성장조건을 제어하는 제어유닛을 더 포함할 수 있다.Connected to the heating furnace, the gas flow unit, the reaction stage, and the microscope unit, the captured nucleation and growth images of the compound are stored, the growth process of the compound is analyzed, and the temperature of the first precursor and the It may further include a control unit that controls the growth conditions of the compound by adjusting the temperature of the second precursor and the amount of the inert gas.
상기 가스 플로우유닛과 상기 반응 스테이지 및 상기 현미경유닛이 고정되는 무진동 광학테이블을 더 포함할 수 있다.It may further include a vibration-free optical table on which the gas flow unit, the reaction stage, and the microscope unit are fixed.
상기 제1 전구체는 칼코젠 전구체이며, 상기 칼코젠 전구체는 산소(O), 황(S), 셀레늄(Se) 및 텔루륨(Te)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나의 원소 또는 이들을 포함하는 화합물을 포함하며, 상기 제2 전구체는 전이금속 전구체이며, 상기 전이금속 전구체는 몰리브덴(Mo), 스칸듐(Sc), 티타늄(Ti), 바나듐(V), 크롬(Cr), 망간(Mn), 철(Fe), 코발트(Co), 니켈(Ni), 니오븀(Nb) 및 텅스텐(W)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The first precursor is a chalcogen precursor, and the chalcogen precursor is at least one element selected from the group consisting of oxygen (O), sulfur (S), selenium (Se), and tellurium (Te), or a compound containing these elements It includes, wherein the second precursor is a transition metal precursor, and the transition metal precursor is molybdenum (Mo), scandium (Sc), titanium (Ti), vanadium (V), chromium (Cr), manganese (Mn), and iron. It may include at least one selected from the group consisting of (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni), niobium (Nb), and tungsten (W).
본 발명의 다른 측면에 따르면, (a) 제1 전구체를 기화시키는 단계; (b) 기화된 상기 제1 전구체를 제2 전구체가 코팅된 기판이 내재된 반응 스테이지의 반응챔버에 공급하여 화합물을 합성하는 단계; (c) 상기 반응챔버 내의 상기 화합물의 핵형성 및 성장을 실시간으로 관측하고 촬영하는 단계; 및 (d) 촬영된 상기 화합물의 핵형성 및 성장 이미지로부터 상기 화합물의 성장과정을 분석하여, 상기 화합물의 성장조건을 제어하는 단계를 포함하는 통합 화학기상증착 현미경 장치를 이용한 저차원 물질의 합성 제어방법이 제공될 수 있다.According to another aspect of the invention, (a) vaporizing the first precursor; (b) supplying the vaporized first precursor to a reaction chamber of a reaction stage containing a substrate coated with the second precursor to synthesize a compound; (c) observing and photographing the nucleation and growth of the compound in the reaction chamber in real time; and (d) controlling the synthesis of low-dimensional materials using an integrated chemical vapor deposition microscopy device, including the step of controlling the growth conditions of the compound by analyzing the growth process of the compound from the captured nucleation and growth image of the compound. A method may be provided.
상기 (d) 단계는, 상기 제1 전구체의 온도를 조절하는 단계; 상기 제2 전구체의 온도를 조절하는 단계; 및 상기 비활성가스의 양을 조절하는 단계를 포함할 수 있다.The step (d) includes adjusting the temperature of the first precursor; adjusting the temperature of the second precursor; And it may include adjusting the amount of the inert gas.
상기 (c) 단계는, 현미경유닛을 이용하여 상기 반응챔버에 마련된 관측창을 통해 상기 화합물의 핵형성 및 성장을 실시간으로 관측하고 촬영할 수 있다.In step (c), the nucleation and growth of the compound can be observed and photographed in real time through an observation window provided in the reaction chamber using a microscope unit.
상기 현미경유닛은, 상기 반응 스테이지를 지지하는 지지부; 상기 관측창에 대향되게 배치된 대물렌즈; 및 상기 대물렌즈에 인라인되게 배치되어 상기 화합물의 핵형성 및 성장을 관측 및 촬영하는 촬영모듈을 포함할 수 있다.The microscope unit includes a support portion supporting the reaction stage; An objective lens disposed opposite the observation window; And it may include an imaging module disposed in-line with the objective lens to observe and photograph nucleation and growth of the compound.
(e) 상기 (c) 단계에서 촬영된 상기 화합물의 핵형성 및 성장을 디스플레이하고 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다.(e) may further include displaying and storing the nucleation and growth of the compound photographed in step (c).
본 발명의 실시예는 반응챔버 내에서 제1 전구체와 제2 전구체에 의해 합성되는 화합물의 핵 형성 및 성장과정을 실시간으로 관측 및 촬영하고, 촬영된 영상정보로부터 화합물의 성장과정을 실시간으로 분석할 수 있다.An embodiment of the present invention observes and photographs in real time the nucleation and growth process of a compound synthesized by a first precursor and a second precursor in a reaction chamber, and analyzes the growth process of the compound in real time from the captured image information. You can.
또한 본 발명의 실시예는 화합물의 성장과정을 실시간으로 분석하고 전구체들의 온도 및 비활성가스의 양 등 성장조건을 변경하여 성장조건의 효과를 실시간으로 정확하게 분석할 수 있다.In addition, embodiments of the present invention can analyze the growth process of a compound in real time and change the growth conditions, such as the temperature of the precursors and the amount of inert gas, to accurately analyze the effect of the growth conditions in real time.
도 1은 본 발명에 따른 통합 화학기상증착 현미경 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 통합 화학기상증착 현미경 장치의 모식도이다.
도 3은 본 발명에 따른 반응 스테이지를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 반응챔버를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 현미경유닛을 개략적으로 나타내는 모식도이다.
도 6은 본 발명에 따른 통합 화학기상증착 현미경 장치에서 반응 시작 후 온도별 MoO3의 핵이 변화되는 과정을 나타내는 도면이다.
도 7은 MoO3를 기판위에 처리하는 방법에 따른 핵의 밀도 차이와 그 차이로부터 기인하는 결정립의 크기 관계를 나타내는 도면이다.
도 8은 승화를 통해 얻어진 균일한 분포를 갖는 MoO3 전구체를 나타내는 도면이다.
도 9는 핵의 개수 대 결정립의 면적을 나타내는 도면이다.
도 10은 광학 대비 측정법을 이용한 MoS2 결정의 층수 판별을 함에 있어서, 층수별 다양한 MoS2 결정의 대비 이미지를 나타내는 도면이다.
도 11은 광학 대비 측정법을 이용한 MoS2 결정의 층수 판별을 함에 있어서, 층수와 광학 대비의 상관관계를 나타내는 도면이다.
도 12는 성장 시간에 따른 MoS2의 성장과정 중 각 전구체의 온도(T MoO3, T S)와 비활성기체의 유량(F Ar) 조절을 나타내는 도면이다.
도 13은 성장 시간에 따른 MoS2의 성장과정 중 MoS2 outline의 성장 시간에 따른 등고선을 나타내는 도면이다.
도 14는 성장 시간에 따른 MoS2의 성장과정 중 시간별 MoS2 결정 성장 이미지를 나타내는 도면이다.
도 15는 성장 시간에 따른 MoS2의 성장과정 중 시간별 MoS2 결정 성장의 삼각형 결정립의 중심으로부터 꼭지점 혹은 변의 길이 측정을 통해 얻은 데이터와 fitting한 그래프를 나타내는 도면이다.
도 16은 성장 시간에 따른 MoS2의 성장과정 중 Fitting을 진행한 그래프와 실제 그래프 간의 차이를 통해 결정립이 oscillation을 하며 성장하는 것을 나타내는 도면이다.
도 17은 MoS2 평면에서의 Mo와 S의 당량성에 따른 모양의 변화를 나타내는 도면이다.
도 18은 kinetic Monte Carlo simulation을 통한 각 전구체의 부분압에 따른 MoS2 결정 형상을 나타내는 도면이다.
도 19는 실험적 부분압과 형성되는 MoS2의 모양과의 관계를 나타내는 도면이다.1 is a diagram showing an integrated chemical vapor deposition microscope device according to the present invention.
Figure 2 is a schematic diagram of an integrated chemical vapor deposition microscope device according to the present invention.
Figure 3 is a diagram showing a reaction stage according to the present invention.
Figure 4 is a diagram schematically showing a reaction chamber according to the present invention.
Figure 5 is a schematic diagram schematically showing a microscope unit according to the present invention.
Figure 6 is a diagram showing the process by which the nucleus of MoO 3 changes at each temperature after the start of the reaction in the integrated chemical vapor deposition microscope device according to the present invention.
Figure 7 is a diagram showing the relationship between the density of nuclei and the size of grains resulting from the difference according to the method of processing MoO 3 on the substrate.
Figure 8 is a diagram showing a MoO 3 precursor with uniform distribution obtained through sublimation.
Figure 9 is a diagram showing the number of nuclei versus the area of grains.
Figure 10 is a diagram showing contrast images of various MoS 2 crystals by layer number when determining the number of layers of MoS 2 crystals using optical contrast measurement.
Figure 11 is a diagram showing the correlation between the number of layers and optical contrast when determining the number of layers of a MoS 2 crystal using an optical contrast measurement method.
Figure 12 is a diagram showing the control of the temperature of each precursor ( T MoO3 , T S ) and the flow rate of inert gas ( F Ar ) during the growth process of MoS 2 according to growth time.
Figure 13 is a diagram showing the contour line of MoS 2 outline according to growth time during the growth process of MoS 2 according to growth time.
Figure 14 is a diagram showing images of MoS 2 crystal growth over time during the growth process of MoS 2 according to growth time.
Figure 15 is a diagram showing a graph fitted with data obtained by measuring the length of a vertex or side from the center of a triangular crystal grain of MoS 2 crystal growth over time during the growth process of MoS 2 according to growth time.
Figure 16 is a diagram showing grains growing through oscillation through the difference between the fitting graph and the actual graph during the growth process of MoS 2 according to growth time.
Figure 17 is a diagram showing the change in shape according to the equivalence of Mo and S in the MoS 2 plane.
Figure 18 is a diagram showing the MoS 2 crystal shape according to the partial pressure of each precursor through kinetic Monte Carlo simulation.
Figure 19 is a diagram showing the relationship between the experimental partial pressure and the shape of MoS 2 formed.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the present invention, its operational advantages, and the objectives achieved by practicing the present invention, reference should be made to the accompanying drawings illustrating preferred embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by explaining preferred embodiments of the present invention with reference to the attached drawings. The same reference numerals in each drawing indicate the same member.
도 1은 본 발명에 따른 통합 화학기상증착 현미경 장치를 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 통합 화학기상증착 현미경 장치의 모식도이고, 도 3은 본 발명에 따른 반응 스테이지를 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 반응챔버를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 현미경유닛을 개략적으로 나타내는 모식도이다.Figure 1 is a diagram showing an integrated chemical vapor deposition microscope device according to the present invention, Figure 2 is a schematic diagram of an integrated chemical vapor deposition microscope device according to the present invention, Figure 3 is a diagram showing a reaction stage according to the present invention, Figure 4 is a diagram schematically showing a reaction chamber according to the present invention, and Figure 5 is a schematic diagram schematically showing a microscope unit according to the present invention.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 통합 화학기상증착 현미경 장치(100)는 제1 전구체를 기화시키는 가열로(110)와, 가열로(110)에 연통되게 마련되며 가열로(110)에 공급되는 비활성가스의 양을 조절하는 가스 플로우유닛(120)과, 제1 전구체와 제2 전구체가 반응하는 반응챔버(131)와 관측창(132)을 구비하며 온도 조절이 가능한 반응 스테이지(130)와, 관측창(132)을 통해 반응챔버(131) 내에서 합성되는 화합물의 핵행성 및 성장 등을 실시간으로 관측하고 촬영하는 현미경유닛(140)과, 현미경유닛(140)에 의해 촬영된 화합물의 핵형성 및 성장을 디스플레이하는 디스플레이모듈(150)과, 화합물의 성장조건을 제어하는 제어유닛(160)을 포함한다.Referring to Figures 1 to 5, the integrated chemical vapor deposition microscope device 100 according to the present invention is provided in communication with the heating furnace 110 and the heating furnace 110 for vaporizing the first precursor, and the heating furnace 110 ), a gas flow unit 120 that controls the amount of inert gas supplied to the reaction stage ( 130), a microscope unit 140 that observes and photographs in real time the nuclear formation and growth of the compound synthesized in the reaction chamber 131 through the observation window 132, and the images taken by the microscope unit 140 It includes a display module 150 that displays the nucleation and growth of the compound, and a control unit 160 that controls the growth conditions of the compound.
본 실시예에서 제1 전구체는 칼코젠 전구체이며, 칼코젠 전구체는 산소(O), 황(S), 셀레늄(Se) 및 텔루륨(Te)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나의 원소 또는 이들을 포함하는 화합물일 수 있다. 또한 본 실시예에서 제2 전구체는 전이금속 전구체이며, 전이금속 전구체는 몰리브덴(Mo), 스칸듐(Sc), 티타늄(Ti), 바나듐(V), 크롬(Cr), 망간(Mn), 철(Fe), 코발트(Co), 니켈(Ni), 니오븀(Nb) 및 텅스텐(W)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 바람직하게는 Mo, W 또는 이 둘을 포함할 수 있다. 이하에서는 이차원물질인 제1 전구체와 제2 전구체를 예를들어 설명하나, 본 발명의 권리가 이차원물질에 한정되지 않으며 1차원물질(예를들어 탄소나노튜브, 나노결정 등)에도 확장가능하다.In this embodiment, the first precursor is a chalcogen precursor, and the chalcogen precursor includes at least one element selected from the group consisting of oxygen (O), sulfur (S), selenium (Se), and tellurium (Te) or these. It may be a compound that does. Additionally, in this embodiment, the second precursor is a transition metal precursor, and the transition metal precursor is molybdenum (Mo), scandium (Sc), titanium (Ti), vanadium (V), chromium (Cr), manganese (Mn), and iron ( It may include at least one selected from the group consisting of Fe), cobalt (Co), nickel (Ni), niobium (Nb), and tungsten (W). Preferably, it may include Mo, W, or both. Hereinafter, a first precursor and a second precursor, which are two-dimensional materials, will be described as an example. However, the rights of the present invention are not limited to two-dimensional materials and can be extended to one-dimensional materials (e.g., carbon nanotubes, nanocrystals, etc.).
또한 본 실시예에서 비활성가스는 아르곤가스, 질소가스 및 헬륨가스로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.Additionally, in this embodiment, the inert gas may include at least one selected from the group consisting of argon gas, nitrogen gas, and helium gas.
본 실시예에서 가열로(110)는 제1 전구체인 칼코젠 전구체를 가열하여 기화시킨다. 본 실시예에서는 가열로(110)에서 칼코젠 전구체를 기체상으로 기화시킨 후 비활성가스를 흘려주면서 기화된 칼코젠 전구체를 반응챔버(131) 내로 이동시킨다.In this embodiment, the heating furnace 110 heats and vaporizes the chalcogen precursor, which is the first precursor. In this embodiment, the chalcozene precursor is vaporized into a gas phase in the heating furnace 110, and then the vaporized chalcozene precursor is moved into the reaction chamber 131 while flowing an inert gas.
가열로(110)는 비활성가스인 아르곤가스가 저장된 비활성가스 저장탱크(125)에 연통되게 연결되며, 가열로(110) 내에서 칼코젠 전구체는 200 ℃ 내지 300 ℃ 또는 250 ℃ 내지 300 ℃에서 기화될 수 있다.The heating furnace 110 is connected in communication with an inert gas storage tank 125 in which argon gas, an inert gas, is stored, and within the heating furnace 110, the chalcogen precursor is vaporized at 200 ° C. to 300 ° C. or 250 ° C. to 300 ° C. It can be.
그리고 가열로(110)에서 반응 스테이지(130)의 반응챔버(131)로 유입되는 기화된 칼코젠 전구체의 양은 가스 플로우유닛(120)에 의해 제어된다.And the amount of vaporized chalcogen precursor flowing from the heating furnace 110 into the reaction chamber 131 of the reaction stage 130 is controlled by the gas flow unit 120.
본 실시예에서 가스 플로우유닛(120)은 가열로(110)와 비활성가스 저장탱크(125) 사이에 마련되며 비활성가스 저장탱크(125)에서 가열로(110)에 공급되는 비활성가스의 양을 조절한다.In this embodiment, the gas flow unit 120 is provided between the heating furnace 110 and the inert gas storage tank 125 and controls the amount of inert gas supplied from the inert gas storage tank 125 to the heating furnace 110. do.
비활성가스는 가열로(110)에서 기화된 칼코젠 전구체를 이동시키는 것으로서, 가열로(110)에 공급되는 비활성가스의 양을 조절함으로써 반응챔버(131)로 공급되는 기화된 칼코젠 전구체의 양을 조절할 수 있다.The inert gas moves the vaporized chalcozene precursor in the heating furnace 110. By controlling the amount of inert gas supplied to the heating furnace 110, the amount of vaporized chalcozene precursor supplied to the reaction chamber 131 is adjusted. It can be adjusted.
본 실시예에 따른 반응 스테이지(130)는 제1 전구체인 칼코젠 전구체와 제2 전구체인 전이금속 전구체를 반응시켜 전이금속 칼코젠 화합물을 합성한다. 전이금속 칼코젠 화합물을 합성하기 위해 반응 스테이지(130)는 온도 조절이 가능하다.The reaction stage 130 according to this embodiment synthesizes a transition metal chalcozene compound by reacting a chalcogen precursor, which is a first precursor, with a transition metal precursor, which is a second precursor. In order to synthesize a transition metal chalcogen compound, the reaction stage 130 can control temperature.
도 3 및 도 4에서 도시한 바와 같이, 반응 스테이지(130)는 전이금속 전구체가 코팅된 기판(135)이 내재된 반응챔버(131)와, 반응챔버(131)에 마련된 관측창(132)을 포함한다. 또한 반응 스테이지(130)는 반응챔버(131)에 연통되게 마련되며 가열로(110)에서 비활성가스에 의해 운반된 칼코젠 전구체가 공급되는 공급구(133)와, 반응챔버(131)에 연통되게 마련되며 반응챔버(131)에 공급된 비활성가스 등이 배출되는 배출구(134)를 더 포함한다.As shown in FIGS. 3 and 4, the reaction stage 130 includes a reaction chamber 131 containing a substrate 135 coated with a transition metal precursor, and an observation window 132 provided in the reaction chamber 131. Includes. In addition, the reaction stage 130 is provided to communicate with the reaction chamber 131, and is connected to the supply port 133 through which the chalcogen precursor transported by the inert gas in the heating furnace 110 is supplied, and the reaction chamber 131. It is provided and further includes an outlet 134 through which inert gas supplied to the reaction chamber 131 is discharged.
본 실시예에서 반응챔버(131) 내의 온도는 1000℃까지 반응이 가능하도록 조절될 수 있다. 그리고 반응챔버(131) 내에는 전이금속 전구체가 코팅된 기판(135)이 내재된다.In this embodiment, the temperature within the reaction chamber 131 can be adjusted to enable reaction up to 1000°C. And a substrate 135 coated with a transition metal precursor is embedded within the reaction chamber 131.
예를들어 실리콘(SiO2/Si) 기판(135)에 MoO3를 처리하는 방법에 따라 전이금속 칼코젠 화합물의 핵밀도를 조절할 수 있다. 예를들어, MoO3에 sodium cholate를 넣어 물에 분산시킨 용액을 실리콘 기판(135)위에 dropcasting 혹은 spincoating하여 MoO3를 준비하였을 때 전이금속 칼코젠 화합물의 핵밀도가 매우 낮으며, 반면에 분말형 MoO3를 고온에서 승화시켜 얻어진 MoO3의 경우 전이금속 칼코젠 화합물의 핵밀도가 매우 조밀하다.For example, the nuclear density of the transition metal chalcogen compound can be adjusted depending on the method of treating MoO 3 on the silicon (SiO 2 /Si) substrate 135. For example, when MoO 3 was prepared by dropcasting or spincoating a solution in which sodium cholate was added to MoO 3 and dispersed in water onto the silicon substrate 135, the nuclear density of the transition metal chalcogen compound was very low, and on the other hand, the powder type In the case of MoO 3 obtained by sublimating MoO 3 at high temperature, the nuclear density of the transition metal chalcogen compound is very dense.
관측창(132)은 반응챔버(131)의 상부에 마련되어 후술할 현미경유닛(140)으로 반응챔버(131) 내에서 합성되는 전이금속 칼코젠 화합물의 핵형성 및 성장과정을 관측가능하게 한다.The observation window 132 is provided at the upper part of the reaction chamber 131 to enable observation of the nucleation and growth process of the transition metal chalcogen compound synthesized within the reaction chamber 131 using a microscope unit 140, which will be described later.
관측창(132)은 넓은 관측영역을 가지며 얇은 커버슬립(coverslip)을 장착할 수 있도록 마련된다. 본 실시예에서는 커버슬립을 0.15mm 이하 두께를 갖는 석영판으로 구성하여 선명한 이미지를 획득할 수 있다.The observation window 132 has a wide observation area and is provided so that a thin coverslip can be mounted. In this embodiment, the coverslip is made of a quartz plate with a thickness of 0.15 mm or less, so that a clear image can be obtained.
상기한 반응챔버(131)에서 합성되는 전이금속 칼코젠 화합물을 관측할 수 있도록 관측창(132)은 반응챔버(131)의 상부에 마련되며, 관측창(132)에 대향되게 현미경유닛(140)이 마련된다.An observation window 132 is provided at the top of the reaction chamber 131 to observe the transition metal chalcogen compound synthesized in the reaction chamber 131, and a microscope unit 140 is placed opposite the observation window 132. This is prepared.
본 실시예에 따른 현미경유닛(140)은 반응챔버(131) 내에서 전이금속 칼코젠 화합물의 핵형성 및 성장과정을 실시간으로 관측하고 촬영한다.The microscope unit 140 according to this embodiment observes and photographs the nucleation and growth process of the transition metal chalcogen compound in the reaction chamber 131 in real time.
현미경유닛(140)은 반응 스테이지(130)를 지지하는 지지부(141)와, 관측창(132)의 상부에 대향되게 배치된 대물렌즈(142)와, 대물렌즈(142)에 인라인되게 배치되어 전이금속 칼코젠 화합물의 핵형성 및 성장을 실시간으로 관측 및 촬영하는 촬영모듈(143)을 포함한다.The microscope unit 140 has a support portion 141 supporting the reaction stage 130, an objective lens 142 disposed opposite to the upper part of the observation window 132, and is disposed inline with the objective lens 142 to perform transition. It includes an imaging module 143 that observes and photographs the nucleation and growth of the metal chalcogen compound in real time.
지지부(141)는 반응 스테이지(130)가 안착되며, 반응 스테이지(130)의 하면을 지지한다. 그리고 지지부(141) 및 반응 스테이지(130)에 대향되게 대물렌즈(142)가 마련된다.The support portion 141 is on which the reaction stage 130 is seated and supports the lower surface of the reaction stage 130. And an objective lens 142 is provided to face the support part 141 and the reaction stage 130.
대물렌즈(142)는 반응챔버(131)의 관측창(132)의 상부에 대향되게 배치되며, 반응챔버(131) 내의 전이금속 칼코젠 화합물의 합성을 관측할 수 있도록 한다. 본 실시예에서 대물렌즈(142)는 고해상도의 이미징이 가능한 100배 롱워킹 대물렌즈(142)로 구성될 수 있으며, 색수차를 최소화하고 고품질의 이미지를 얻기 위해 얇은 커버슬립을 통해 반응챔버(131) 내의 전이금속 전구체(예를들어 MoO3)가 코팅된 기판(135)의 초점을 맞추는데 사용된다(도 1, 도 2 및 도 3 참조).The objective lens 142 is disposed opposite to the upper part of the observation window 132 of the reaction chamber 131, and allows the synthesis of the transition metal chalcogen compound within the reaction chamber 131 to be observed. In this embodiment, the objective lens 142 may be composed of a 100x long walking objective lens 142 capable of high-resolution imaging, and the reaction chamber 131 may be removed through a thin coverslip to minimize chromatic aberration and obtain high-quality images. A transition metal precursor (eg, MoO 3 ) is used to focus the coated substrate 135 (see FIGS. 1, 2, and 3).
촬영모듈(143)은 대물렌즈(142)에 인라인되게 배치되어 반응챔버(131) 내의 전이금속 칼코젠 화합물의 핵형성 및 성장과정을 실시간 관측 및 촬영할 수 있다.The imaging module 143 is placed in-line with the objective lens 142 and can observe and photograph the nucleation and growth process of the transition metal chalcogen compound in the reaction chamber 131 in real time.
촬영모듈은 CCD 카메라(Charge Coupled Device camera,143)를 포함할 수 있다. 본 실시예에서는 기존의 CMOS 카메라를 CCD 카메라(143)로 구축하여 영상의 정량성을 높이고 초당 프레임수를 20 fps 까지 향상시킬 수 있다.The imaging module may include a CCD camera (Charge Coupled Device camera, 143). In this embodiment, the existing CMOS camera can be converted into a CCD camera 143 to increase the quantification of the image and the number of frames per second can be improved to 20 fps.
본 실시예에 따른 디스플레이모듈(150)은 CCD 카메라(143)에 의해 촬영된 전이금속 전구체 화합물의 핵형성 및 성장과정에 관한 영상 또는 이미지를 디스플레이하고 저장한다. 디스플레이모듈(150)은 CCD 카메라(143)에 연결된 모니터 등을 통해 실시간 영상 또는 이미지를 디스플레이한다. 따라서, 디스플레이모듈(150)에 디스플레이된 영상 또는 이미지를 통해 전이금속 전구체 화합물의 핵형성 및 성장 과정 동안 결정립의 크기와 형태의 변화를 시간 및 온도의 추이에 따라 실시간 관찰이 가능하다.The display module 150 according to this embodiment displays and stores images or images of the nucleation and growth process of the transition metal precursor compound captured by the CCD camera 143. The display module 150 displays real-time video or images through a monitor connected to the CCD camera 143. Accordingly, changes in the size and shape of crystal grains during the nucleation and growth process of the transition metal precursor compound can be observed in real time through the video or image displayed on the display module 150 according to trends of time and temperature.
한편, 본 발명은 마이크로미터 이상의 성장에 대한 거시적 분석이 가능하여 성장 과정 동안 결정립의 크기와 형태의 변화를 시간 및 온도의 추이에 따라 영상형태로 기록이 가능하고 추가적인 분광학적 정보를 이용하여 기존 접근법에서는 해결하기 어려운 결함, 층수 등의 물성을 제어하는 효율적인 접근법을 제시한다. 즉, 본 발명은 분광학적 관찰을 이용한 성장 조건의 되먹임 과정을 통해 합성되는 이차원물질을 실시간으로 관찰하고 제어할 수 있는 화학기상증착-분광 통합 플랫폼 기술을 제시한다.On the other hand, the present invention enables macroscopic analysis of growth of micrometers or more, allowing changes in the size and shape of grains during the growth process to be recorded in image form according to trends of time and temperature, and using additional spectroscopic information to compare existing approaches. presents an efficient approach to control physical properties such as defects and number of layers that are difficult to solve. In other words, the present invention presents a chemical vapor deposition-spectroscopy integrated platform technology that can observe and control two-dimensional materials synthesized in real time through a feedback process of growth conditions using spectroscopic observation.
본 실시예에서는 반응챔버(131) 내의 전이금속 칼코젠 화합물의 층수를 판단하기 위해 CCD 카메라(143)에 빛을 단색화하기 위한 620nm 밴드패스필터(미도시)를 장착할 수 있다. 밴드패스필터는 빛을 단색화하고 285nm SiO2/Si 기판(135)에서 전이금속 칼코젠 화합물의 성장과정을 실시간으로 관찰함에 있어서 층수에 따른 대비도를 측정하기 위함이다.In this embodiment, in order to determine the number of layers of the transition metal chalcogen compound in the reaction chamber 131, a 620 nm band-pass filter (not shown) for monochromating light can be mounted on the CCD camera 143. The band pass filter is used to monochromatize light and measure contrast according to the number of layers in real-time observation of the growth process of the transition metal chalcogen compound on the 285 nm SiO 2 /Si substrate 135.
또한 본 실시예에서는 반응챔버(131) 내의 전이금속 칼코젠 화합물의 결함을 판단하기 위해 라만 분광법을 적용할 수 있다. 도 5에서 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 현미경유닛(140)은 레이저 광원(145)과, 대물렌즈(142)와 촬영모듈(143) 사이에 마련된 빔 스플리터(147)와, 빔 스플리터와 레이저 광원 사이에 마련된 밴드패스필터(미도시)와, 빔 스플리터(147)와 레이저 광원(145) 사이에 마련된 콜리메이터 렌즈(146)와, 빔 스플리터(147)와 촬영모듈(143) 사이에 마련된 결상렌즈(148)와, 결상렌즈(148)와 촬영모듈(143) 사이에 마련된 분광기(미도시)와, 결상렌즈(148)와 분광기 사이에 마련된 롱패스필터(149)를 더 포함할 수 있다. 이때 촬영모듈인 CCD 카메라(143)는 라만 스펙트럼 영상을 검출하며, 디스플레이모듈(150)은 라만 스펙트럼 영상을 디스플레이한다. 라만 스펙트럼을 통해 전이금속 칼코젠 화합물의 결함을 판단할 수 있다.Additionally, in this embodiment, Raman spectroscopy can be applied to determine defects in the transition metal chalcogen compound within the reaction chamber 131. As shown in FIG. 5, the microscope unit 140 according to this embodiment includes a laser light source 145, a beam splitter 147 provided between the objective lens 142 and the imaging module 143, and a beam splitter. A band pass filter (not shown) provided between the laser light source, a collimator lens 146 provided between the beam splitter 147 and the laser light source 145, and an image forming device provided between the beam splitter 147 and the imaging module 143. It may further include a lens 148, a spectroscope (not shown) provided between the imaging lens 148 and the imaging module 143, and a long pass filter 149 provided between the imaging lens 148 and the spectrometer. At this time, the CCD camera 143, which is an imaging module, detects the Raman spectrum image, and the display module 150 displays the Raman spectrum image. Defects in transition metal chalcogen compounds can be determined through Raman spectra.
종래에는 전이금속 칼코젠 화합물의 경우 화학기상증착법을 통한 많은 성장 연구가 이루어지고 있지만, 성장조건의 확립을 위해서는 성장조건을 바꾸고 그 결과를 성장 완료 후 샘플을 통해 특성을 관찰하는 즉 ‘성장 후 분석법’의 경우가 대부분이어서 성장 조건을 정립하는데 많은 시간과 노력이 필요하였다.Conventionally, in the case of transition metal chalcogen compounds, many growth studies have been conducted using chemical vapor deposition, but in order to establish growth conditions, the growth conditions are changed and the characteristics are observed through samples after growth is completed, that is, 'post-growth analysis method'. In most cases, it took a lot of time and effort to establish growth conditions.
이에 성장 전 과정에서 성장 인자 조절의 효과를 실시간으로 관찰할 수 있는 방법이 절실하였으며, 성장 메커니즘을 분석하기 위해 성장 조건에 따른 결정립의 모양 및 특성의 변화에 대한 기존 연구뿐만 아니라 다음과 같은 방법들이 도입되었다. 즉, 예를들어 그래핀의 경우 화학기상증착 장치에서 탄소 동위원소가 공급된 시간을 달리함으로써 다층 그래핀의 성장 궤적 및 시간별 성장과정을 알 수 있었고, 투과전자현미경과 주사전자 현미경을 이용한 이차원물질의 구조 변화가 연구되었다. 하지만 이들 방법의 대부분은 기판(135)상의 하나의 전구체가 변화하는 과정을 볼 수만 있으며 두 개 이상의 전구체가 필요한 능동적인 성장의 경우 적용이 불가하였다. 이러한 한계를 극복하기 위해서는 분광학적 관찰을 이용한 성장 조건의 되먹임 과정을 통해 합성되는 이차원물질을 실시간으로 관찰하고 제어할 수 있는 화학기상증착-분광 통합 플랫폼 기술이 필요하다. 본 발명에 따른 통합 화학기상증착 현미경 장치(100)는 화학기상증착-분광 통합 플랫폼을 이용하여 한 번의 성장 과정에서 여러 변수를 체계적으로 변화시켰을 때 일어나는 변화를 실시간으로 관찰할 수 있다. 본 발명은 마이크로미터 이상의 성장에 대한 거시적 분석이 가능하여 성장 과정 동안 결정립의 크기와 형태의 변화를 시간 및 온도의 추이에 따라 영상형태로 기록이 가능하고 추가적인 분광학적 정보를 이용하여 기존 접근법에서는 해결하기 어려운 결함, 층수 등의 물성을 제어하는 효율적인 접근법을 제시한다.Accordingly, a method to observe the effects of growth factor control in real time throughout the entire growth process was urgently needed, and in order to analyze the growth mechanism, the following methods were used in addition to existing studies on changes in the shape and characteristics of grains according to growth conditions. was introduced. In other words, for example, in the case of graphene, the growth trajectory and time-dependent growth process of multilayer graphene could be known by varying the time when carbon isotopes were supplied from the chemical vapor deposition device, and the two-dimensional material using transmission electron microscopy and scanning electron microscopy Structural changes were studied. However, most of these methods can only view the change process of one precursor on the substrate 135 and cannot be applied in the case of active growth that requires two or more precursors. To overcome these limitations, a chemical vapor deposition-spectroscopy integrated platform technology is needed that can observe and control two-dimensional materials synthesized in real time through a feedback process of growth conditions using spectroscopic observation. The integrated chemical vapor deposition microscope device 100 according to the present invention can observe changes that occur in real time when several variables are systematically changed in a single growth process using an integrated chemical vapor deposition-spectroscopy platform. The present invention enables macroscopic analysis of growth of micrometers or more, allowing changes in the size and shape of grains during the growth process to be recorded in the form of images according to trends of time and temperature, and uses additional spectroscopic information to solve problems in existing approaches. We present an efficient approach to control physical properties such as defects and number of layers, which are difficult to achieve.
즉, 본 발명에 따른 통합 화학기상증착 현미경(integrated chemical vapor deposition microscope; ICVDM) 장치는 이미징 분광법을 이용하여 이차원물질의 전과정 성장(핵형성-성장-종결)을 분광적 방식으로 제시할 수 있다. 이와 동시에 성장 조건의 되먹임을 실시간으로 구현시킬 수 있는 장비이다. 성장 조건의 되먹임은 이차원물질의 성장 과정에서 결함과 층수의 조절을 실시간으로 가능하게 할 수 있고 다양한 저차원물질의 성장 방법을 개발하는 것에 큰 도움이 된다.That is, the integrated chemical vapor deposition microscope (ICVDM) device according to the present invention can present the entire growth process (nucleation-growth-termination) of a two-dimensional material in a spectroscopic manner using imaging spectroscopy. At the same time, it is an equipment that can implement the feedback of growth conditions in real time. Feedback of growth conditions can enable real-time control of defects and number of layers during the growth process of two-dimensional materials and is of great help in developing growth methods for various low-dimensional materials.
한편, 본 실시예에 따른 제어유닛(160)은 되먹임 과정을 통해 합성되는 이차원물질을 실시간으로 관찰하고 제어할 수 있도록 한다.Meanwhile, the control unit 160 according to this embodiment allows real-time observation and control of two-dimensional materials synthesized through a feedback process.
제어유닛(160)은 가열로(110)와 가스 플로우유닛(120)과 반응 스테이지(130) 및 현미경유닛(140)에 연결된다. 그리고 제어유닛(160)은 촬영된 전이금속 칼코젠 화합물의 핵형성 및 성장 이미지를 저장하고 전이금속 칼코젠 화합물의 성장과정을 분석한다. 또한 제어유닛(160)은 제1 전구체인 칼코젠 전구체의 온도와 제2 전구체인 전이금속 전구체의 온도 및 비활성가스의 양을 조절하여 전이금속 칼코젠 화합물의 성장조건을 제어할 수 있다.The control unit 160 is connected to the heating furnace 110, the gas flow unit 120, the reaction stage 130, and the microscope unit 140. And the control unit 160 stores the captured images of nucleation and growth of the transition metal chalcogen compound and analyzes the growth process of the transition metal chalcogen compound. In addition, the control unit 160 can control the growth conditions of the transition metal chalcogen compound by adjusting the temperature of the chalcogen precursor, which is the first precursor, the temperature of the transition metal precursor, which is the second precursor, and the amount of inert gas.
그리고 가스 플로우유닛(120)과 반응 스테이지(130)과 현미경유닛(140) 및 제어유닛(160)은 무진동 광학테이블(170)에 고정되어 진동을 감쇄시킨다. 이를 통해 반응챔버(131) 내의 전이금속 칼코젠 화합물의 핵형성 및 성장 등의 영상을 획득하는 동안 선명한 영상을 얻을 수 있다.And the gas flow unit 120, reaction stage 130, microscope unit 140, and control unit 160 are fixed to the vibration-free optical table 170 to attenuate vibration. Through this, a clear image can be obtained while acquiring images of the nucleation and growth of the transition metal chalcogen compound in the reaction chamber 131.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 통합 화학기상증착 현미경 장치(100)를 이용한 저차원 물질의 합성 제어방법을 설명하면 다음과 같다.A method for controlling the synthesis of low-dimensional materials using the integrated chemical vapor deposition microscope device 100 according to the present invention configured as described above will be described as follows.
본 발명에 따른 통합 화학기상증착 현미경 장치(100)를 이용한 저차원 물질의 합성 제어방법은 제1 전구체를 기화시키는 단계와, 기화된 제1 전구체를 제2 전구체가 코팅된 기판(135)이 내재된 반응 스테이지(130)의 반응챔버(131)에 공급하여 화합물을 합성하는 단계와, 반응챔버(131) 내의 화합물의 핵형성 및 성장을 실시간으로 관측하고 촬영하는 단계와, 촬영된 화합물의 핵형성 및 성장을 디스플레이하고 저장하는 단계와, 촬영된 화합물의 핵형성 및 성장 이미지로부터 화합물의 성장과정을 분석하여, 화합물의 성장조건을 제어하는 단계를 포함한다.The method for controlling the synthesis of low-dimensional materials using the integrated chemical vapor deposition microscope device 100 according to the present invention includes the steps of vaporizing a first precursor, and placing the vaporized first precursor on a substrate 135 coated with a second precursor. A step of synthesizing a compound by supplying it to the reaction chamber 131 of the reaction stage 130, observing and filming the nucleation and growth of the compound in the reaction chamber 131 in real time, and nucleation of the filmed compound. And a step of displaying and storing the growth, and analyzing the growth process of the compound from the captured nucleation and growth images of the compound, and controlling the growth conditions of the compound.
전술한 바와 같이, 제1 전구체는 칼코젠 전구체이며, 제2 전구체는 전이금속 전구체이다.As described above, the first precursor is a chalcogen precursor and the second precursor is a transition metal precursor.
제1 전구체를 증발시키는 단계는, 비활성가스 저장탱크(125)에 연통되게 연결된 가열로(110) 내에서 칼코젠 전구체를 200 ℃ 내지 300 ℃ 또는 250 ℃ 내지 300 ℃에서 기화할 수 있다. 가열로(110)에서 기화된 칼코젠 전구체는 가스 플로우유닛(120)에서 공급되는 비활성가스에 의해 반응 스테이지(130)의 반응챔버(131)로 공급된다.In the step of evaporating the first precursor, the chalcogen precursor may be vaporized at 200 ° C to 300 ° C or 250 ° C to 300 ° C in the heating furnace 110 connected to the inert gas storage tank 125. The chalcogen precursor vaporized in the heating furnace 110 is supplied to the reaction chamber 131 of the reaction stage 130 by the inert gas supplied from the gas flow unit 120.
기화된 제1 전구체를 제2 전구체가 코팅된 기판(135)이 내재된 반응 스테이지(130)의 반응챔버(131)에 공급하여 화합물을 합성하는 단계는, 비활성가스에 의해 기화된 칼코젠 전구체를 반응 스테이지(130)의 공급구(133)를 통해 반응챔버(131)에 공급한 후 반응챔버(131) 내의 기판(135)에 코팅된 전이금속 전구체와 반응시켜 전이금속 칼코젠 화합물을 합성한다.The step of synthesizing a compound by supplying the vaporized first precursor to the reaction chamber 131 of the reaction stage 130 in which the substrate 135 coated with the second precursor is embedded is the chalcogen precursor vaporized by an inert gas. It is supplied to the reaction chamber 131 through the supply port 133 of the reaction stage 130 and then reacted with the transition metal precursor coated on the substrate 135 in the reaction chamber 131 to synthesize a transition metal chalcogen compound.
이때 반응챔버(131) 내의 온도는 1000℃까지 조절이 가능하다.At this time, the temperature within the reaction chamber 131 can be adjusted up to 1000°C.
반응챔버(131) 내의 화합물의 핵형성 및 성장을 실시간으로 관측하고 촬영하는 단계는, 현미경유닛(140)을 이용하여 반응챔버(131)에 마련된 관측창(132)을 통해 전이금속 칼코젠 화합물의 핵형성 및 성장을 실시간으로 관측하고 촬영한다.The step of observing and photographing the nucleation and growth of the compound in the reaction chamber 131 in real time is the step of observing and photographing the nucleation and growth of the transition metal chalcogen compound through the observation window 132 provided in the reaction chamber 131 using the microscope unit 140. Nucleation and growth are observed and filmed in real time.
전술한 바와 같이, 현미경유닛(140)은 반응 스테이지(130)를 지지하는 지지부(141)와, 관측창(132)의 상부에 대향되게 배치된 대물렌즈(142)와, 대물렌즈(142)에 인라인되게 배치되어 전이금속 칼코젠 화합물의 핵형성 및 성장을 실시간으로 관측 및 촬영하는 촬영모듈(143)을 포함한다. 그리고 본 실시예에서 촬영모듈은 CCD 카메라(143)로 구성될 수 있다.As described above, the microscope unit 140 includes a support portion 141 supporting the reaction stage 130, an objective lens 142 disposed opposite to the upper part of the observation window 132, and an objective lens 142. It includes an imaging module 143 that is arranged in-line to observe and photograph the nucleation and growth of the transition metal chalcogen compound in real time. And in this embodiment, the imaging module may be composed of a CCD camera 143.
또한 본 실시예에서는 분광학적 정보를 이용하여 전이금속 칼코젠 화합물의 결함, 층수 등의 물성을 제어가능한다. 이에 본 실시예에서는 반응챔버(131) 내의 전이금속 칼코젠 화합물의 층수를 판단하기 위해 CCD 카메라(143)에 빛을 단색화하기 위한 620nm 밴드패스필터를 장착하여, 285nm SiO2/Si 기판(135)에서 전이금속 칼코젠 화합물의 성장과정을 실시간으로 관찰함에 있어서 층수에 따른 대비도를 측정할 수 있다.Additionally, in this embodiment, it is possible to control physical properties such as defects and number of layers of the transition metal chalcogen compound using spectroscopic information. Accordingly, in this embodiment, in order to determine the number of layers of the transition metal chalcogen compound in the reaction chamber 131, a 620nm band-pass filter for monochromating light is mounted on the CCD camera 143, and the 285nm SiO 2 /Si substrate 135 When observing the growth process of a transition metal chalcogen compound in real time, the contrast according to the number of layers can be measured.
또한 본 실시예에서는 반응챔버(131) 내의 전이금속 칼코젠 화합물의 결함을 판단하기 위해 라만 분광법을 적용할 수 있다. 이에 본 실시예에 따른 현미경유닛(140)은 레이저 광원(145)과, 대물렌즈(142)와 촬영모듈(143) 사이에 마련된 빔 스플리터(147)와, 빔 스플리터(147)와 레이저 광원(145) 사이에 마련된 콜리메이터 렌즈(146)와, 빔 스플리터(147)와 촬영모듈(143) 사이에 마련된 결상렌즈(148)와, 결상렌즈(148)와 촬영모듈(143) 사이에 마련된 분광기(미도시)를 더 포함할 수 있다. 이때 CCD 카메라(143)는 라만 스펙트럼 영상을 검출할 수 있다.Additionally, in this embodiment, Raman spectroscopy can be applied to determine defects in the transition metal chalcogen compound within the reaction chamber 131. Accordingly, the microscope unit 140 according to this embodiment includes a laser light source 145, a beam splitter 147 provided between the objective lens 142 and the imaging module 143, the beam splitter 147, and the laser light source 145. ), a collimator lens 146 provided between the beam splitter 147 and the imaging module 143, an imaging lens 148 provided between the imaging lens 148 and the imaging module 143, and a spectrometer (not shown) provided between the imaging lens 148 and the imaging module 143. ) may further be included. At this time, the CCD camera 143 can detect a Raman spectrum image.
촬영된 화합물의 핵형성 및 성장을 디스플레이하고 저장하는 단계는, CCD 카메라(143)에 의해 촬영된 영상은 모니터 등의 디스플레이모듈(150)에 디스플레이될 수 있다. 그리고 디스플레이모듈(150)에 디스플레이된 영상 또는 CCD 카메라(143)에 의해 촬영된 영상은 제어모듈에 저장될 수 있다.In the step of displaying and storing the nucleation and growth of the captured compound, the image captured by the CCD camera 143 may be displayed on a display module 150 such as a monitor. And the image displayed on the display module 150 or the image captured by the CCD camera 143 may be stored in the control module.
촬영된 화합물의 핵형성 및 성장 이미지로부터 화합물의 성장과정을 분석하여 화합물의 성장조건을 제어하는 단계는, 전이금속 칼코젠 화합물의 성장조건을 제어하는 것으로서, 칼코젠 전구체의 온도를 조절하는 단계와, 전이금속 전구체의 온도를 조절하는 단계와, 비활성가스의 양을 조절하는 단계를 포함한다.The step of controlling the growth conditions of the compound by analyzing the growth process of the compound from the captured nucleation and growth image of the compound is controlling the growth conditions of the transition metal chalcogen compound, which includes the steps of controlling the temperature of the chalcogen precursor; , including controlling the temperature of the transition metal precursor and controlling the amount of inert gas.
이차원물질의 성장을 분석하는 것은 고품질, 대면적 물질 형성에 매우 중요하나 종래의 경우 ‘성장 후 분석’으로, 정확한 성장 메커니즘을 밝히거나 능동적으로 성장을 조절하지 못하는 한계가 존재하였다. 본 발명은 이차원물질의 성장에 필요한 화학기상증착장치와 이미징 기술을 접목시킨 분광-성장 통합 플랫폼을 이용하여 이차원물질의 성장의 일부분인 핵형성-성장을 실시간으로 관찰하며 분석할 수 있다. 즉, 시간에 따른 실시간 성장을 관찰하며, 되먹임으로 성장 요인을 변화시키고, 변화를 실시간으로 관찰할 수 있다.Analyzing the growth of two-dimensional materials is very important in forming high-quality, large-area materials, but in the conventional case, ‘post-growth analysis’ was used, which had limitations in revealing the exact growth mechanism or actively controlling growth. The present invention can observe and analyze nucleation-growth, which is part of the growth of two-dimensional materials, in real time by using an integrated spectroscopic-growth platform that combines the chemical vapor deposition device and imaging technology necessary for the growth of two-dimensional materials. In other words, you can observe real-time growth over time, change growth factors through feedback, and observe changes in real time.
본 발명의 분광-성장 통합 플랫폼은 핵형성-성장 과정의 실시간 관찰과 이미징을 이용하여 이차원물질의 특성인 결함 여부, 층수 등을 성장과 실시간 분석이 가능하여 성장 조건의 효과에 대해 정확히 분석할 수 있다. 이를 통해서 종래에 수행되었던 화학기상증착법의 단점인 성장인자에 대한 낮은 이해도를 극복할 수 있고, 여러 성장인자의 역할에 대한 이해를 가속화시키는 것이 가능할 것으로 기대된다.The spectroscopic-growth integrated platform of the present invention enables growth and real-time analysis of defects and number of layers, which are characteristics of two-dimensional materials, using real-time observation and imaging of the nucleation-growth process, allowing accurate analysis of the effects of growth conditions. there is. Through this, it is possible to overcome the low understanding of growth factors, which is a shortcoming of the conventional chemical vapor deposition method, and accelerate the understanding of the roles of various growth factors. It is expected that
즉, 본 발명의 통합 화학기상증착 현미경 장치(Integrated chemical vapor deposition microscope;ICVDM,100)에서는 이미징 분광법을 이용하여 이차원물질의 전과정 성장(핵형성-성장-종결)을 분광적 방식으로 제시할 수 있으며, 이와 동시에 성장조건의 되먹임을 실시간으로 구현시킬 수 있다. 이러한 손쉬운 되먹임은 이차원물질의 성장과정에서 결함과 층수의 조절을 실시간으로 가능하게 할 수 있고 다양한 저차원물질의 성장 방법을 개발하는 것에 큰 도움이 될 수 있다. 이하세서는 이차원물질 중의 하나인 MoS2의 성장분석과 고품질의 결정 형성조건을 살펴보기로 한다.That is, the integrated chemical vapor deposition microscope (ICVDM, 100) of the present invention can present the entire growth process (nucleation-growth-termination) of a two-dimensional material in a spectroscopic manner using imaging spectroscopy. , At the same time, the feedback of growth conditions can be implemented in real time. This easy feedback can enable real-time control of defects and number of layers during the growth process of two-dimensional materials and can be of great help in developing growth methods for various low-dimensional materials. In the following, we will look at the growth analysis of MoS 2 , one of the two-dimensional materials, and the conditions for forming high-quality crystals.
본 발명의 ICVDM는 CCD 카메라(143)를 이용하여 최대 20 fps까지 고속으로 촬영이 가능하고, 1000℃까지의 반응이 가능하며, 여러가지 조건(질소, 아르곤) 등으로 분위기 조절이 가능하고, 100배율 대물렌즈(142)로 수마이크로의 나노물질이 온도, 전구체의 양, 시간 등에 따라서 변화하는 변화상을 촬영 및 저장할 수 있다.The ICVDM of the present invention is capable of high-speed shooting up to 20 fps using a CCD camera 143, is capable of responding up to 1000°C, can control the atmosphere under various conditions (nitrogen, argon), etc., and has 100x magnification. The objective lens 142 can capture and store images of changes in nanomaterials of several micrometers depending on temperature, amount of precursor, time, etc.
이하에서는 실시예에 의하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples.
실시예 1. ICVDM을 이용한 MoSExample 1. MoS using ICVDM 22 핵형성과 핵밀도에 따른 결정크기 분석 Crystal size analysis according to nucleation and nuclear density
전이금속 칼코젠의 합성에서 MoO3가 MoS2로 변화되는 과정은 초기 결정핵 형성 과정에서 MoO3-xSy 형태로부터 기인한다고 알려져 있다. 실시간 분광을 통해서 기판(135) 처리에 의한 핵형성 밀도에 따른 결정 크기 조절법을 도출하였다.It is known that the process of changing MoO 3 to MoS 2 in the synthesis of transition metal chalcogens results from the MoO 3-x S y form during the initial crystal nucleus formation process. Through real-time spectroscopy, a crystal size control method according to the nucleation density by processing the substrate 135 was derived.
도 6은 본 발명에 따른 통합 화학기상증착 현미경 장치에서 반응 시작 후 온도별 MoO3의 핵이 변화되는 과정을 나타내는 도면이고, 도 7은 MoO3를 기판(135)위에 처리하는 방법에 따른 핵의 밀도 차이와 그 차이로부터 기인하는 결정립의 크기 관계를 나타내는 도면이고, 도 8은 승화를 통해 얻어진 균일한 분포를 갖는 MoO3 전구체를 나타내는 도면이고, 도 9는 핵의 개수 대 결정립의 면적을 나타내는 도면이다.Figure 6 is a diagram showing the process in which the nuclei of MoO 3 change according to temperature after the start of the reaction in the integrated chemical vapor deposition microscope device according to the present invention, and Figure 7 is a diagram showing the process of nuclei according to the method of treating MoO 3 on the substrate 135. It is a diagram showing the relationship between the density difference and the size of the crystal grains resulting from the difference, Figure 8 is a diagram showing the MoO 3 precursor with uniform distribution obtained through sublimation, and Figure 9 is a diagram showing the number of nuclei versus the area of the crystal grains. am.
온도에 따른 MoOMoO depending on temperature 33 핵형상 변화 Nuclear shape changes
도 6을 참조하면, 전이금속 칼코젠의 핵형성은 종래 문헌에서 제시된 바와 같이 MoO3로부터 이루어지는데 온도를 올림에 따라 a) 스핀코팅이 되어 기판(135) 표면에 부착이 되어 있는 납작한 형태로 존재하다가 b) MoO3의 녹는점인 795 oC 보다 낮은 온도인 450 oC 정도에서 녹는 것을 확인하였다. c) 온도를 더욱 올렸을 때 MoO3는 구슬 형태로 변하고 주위의 MoO3와 Ostwald ripening이 일어나 구슬이 더 커짐을 확인하였다. d) 온도를 반응온도인 750 oC까지 올리는 과정 동안 MoO3 구슬은 승화를 통해서 작아지고 핵형성 마지막 과정에서 구슬 모양에서 삼각형 모양으로 갑작스럽게 변화하면서 MoS2가 성장하기 시작하였다.Referring to FIG. 6, the nucleation of the transition metal chalcogen is accomplished from MoO 3 as suggested in the conventional literature, and as the temperature is raised, a) it is spin-coated and exists in a flat form attached to the surface of the substrate 135. While b) it was confirmed that it melted at around 450 o C, which is lower than the melting point of MoO 3 , which is 795 o C. c) When the temperature was further raised, MoO 3 changed into a bead shape, and Ostwald ripening with the surrounding MoO 3 occurred, confirming that the beads became larger. d) During the process of raising the temperature to the reaction temperature of 750 o C, the MoO 3 beads became smaller through sublimation, and in the final process of nucleation, MoS 2 began to grow while suddenly changing from a bead shape to a triangle shape.
MoOMoO 33 처리 방법에 따른 핵밀도 조절 및 결정 크기 조절법 Nuclear density control and crystal size control method according to processing method
SiO2/Si 기판(135)에 MoO3를 처리하는 방법에 따라 핵의 밀도를 조절할 수 있었다. SiO2 /Si The density of nuclei could be adjusted depending on the method of treating MoO 3 on the substrate 135.
MoO3에 sodium cholate를 넣어 물에 분산시킨 용액을 실리콘 기판(135)위에 dropcasting 혹은 spincoating하여 MoO3를 준비하였을 때 핵밀도가 매우 낮음을 알 수 있었다. 반면에 분말형 MoO3를 고온에서 승화시켜 얻어진 MoO3가 증착된 기판(135)의 경우 핵밀도가 매우 조밀함을 밝혀내었다.When MoO 3 was prepared by dropcasting or spincoating a solution in which sodium cholate was added to MoO 3 and dispersed in water onto the silicon substrate 135, it was found that the nuclear density was very low. On the other hand, in the case of the substrate 135 on which MoO 3 was deposited, obtained by sublimating powdered MoO 3 at high temperature, it was found that the nuclear density was very dense.
도 7을 참조하면, 핵의 밀도가 적은 dropcast 기판(135)에서는 30μm 이상의 크기를 갖는 결정립이 성장되었고 핵의 밀도가 조금 더 높은 spincoated 기판(135)은 10μm 이상의 결정립들이 형성되었다. 마지막으로 핵의 밀도가 매우 조밀한 deposited 기판(135)에서는 각 결정립이 합쳐지며 형성될 대면적 형태의 MoS2가 형성됨을 확인하였다.Referring to FIG. 7, crystal grains with a size of 30 μm or more were grown on the dropcast substrate 135 with a low nucleus density, and grains with a size of 10 μm or more were formed on the spincoated substrate 135 with a slightly higher nucleus density. Lastly, it was confirmed that in the deposited substrate 135, where the nucleus density is very dense, each crystal grain is merged to form a large-area MoS 2 .
도 8은 승화를 통해 얻어진 균일한 분포를 갖는 MoO3 전구체를 나타내며, 도 9는 핵의 개수 대 결정립의 면적을 나타낸다.Figure 8 shows a MoO 3 precursor with uniform distribution obtained through sublimation, and Figure 9 shows the number of nuclei versus the area of grains.
실시예 2. ICVDM을 이용한 MoSExample 2. MoS using ICVDM 22 결정성장 분석 Crystal growth analysis
1) 전이금속 칼코젠 화합물의 성장조건(전구체의 온도, 비활성가스의 양 등)을 변경함으로써 결정의 방향성 및 형태, 비등방성, 크기, 층수 등의 변화를 실시간으로 살펴보았다. ICVDM을 통하여 특정 모양의 결정을 만드는 방법을 발견하였고 결정모양-전구체 양간의 관계를 확립하였다. 합성된 물질의 특성을 결정짓는 결함은 라만 분광법을 통해, 층수는 대비 측정법을 통해서 분석하였다.1) By changing the growth conditions (precursor temperature, amount of inert gas, etc.) of transition metal chalcogen compounds, changes in crystal orientation, shape, anisotropy, size, number of layers, etc. were examined in real time. Through ICVDM, a method of making crystals of a specific shape was discovered and the relationship between crystal shape and precursor amount was established. Defects that determine the properties of the synthesized material were analyzed through Raman spectroscopy, and the number of layers was analyzed through contrast measurement.
2) ICVDM을 통해 성장하는 결정립의 성장 동역학을 분석하는 방법을 파악하고 각 결정립이 성장하는 주변 분위기를 역으로 도출하였다. 2) A method of analyzing the growth dynamics of growing grains was identified through ICVDM, and the surrounding atmosphere in which each grain grew was derived inversely.
도 10은 광학 대비 측정법을 이용한 MoS2 결정의 층수 판별을 함에 있어서, 층수별 다양한 MoS2 결정의 대비 이미지를 나타내는 도면이고, 도 11은 광학 대비 측정법을 이용한 MoS2 결정의 층수 판별을 함에 있어서, 층수와 광학 대비의 상관관계를 나타내는 도면이고, 도 12는 성장 시간에 따른 MoS2의 성장과정 중 각 전구체의 온도(T MoO3, T S)와 비활성기체의 유량(F Ar) 조절을 나타내는 도면이고, 도 13은 성장 시간에 따른 MoS2의 성장과정 중 MoS2 outline의 성장 시간에 따른 등고선을 나타내는 도면이고, 도 14는 성장 시간에 따른 MoS2의 성장과정 중 시간별 MoS2 결정 성장 이미지를 나타내는 도면이고, 도 15는 성장 시간에 따른 MoS2의 성장과정 중 시간별 MoS2 결정 성장의 삼각형 결정립의 중심으로부터 꼭지점 혹은 변의 길이 측정을 통해 얻은 데이터와 fitting한 그래프를 나타내는 도면이고, 도 16은 성장 시간에 따른 MoS2의 성장과정 중 fitting을 진행한 그래프와 실제 그래프 간의 차이를 통해 결정립이 oscillation을 하며 성장하는 것을 나타내는 도면이고, 도 17은 MoS2 평면에서의 Mo와 S의 당량성에 따른 모양의 변화를 나타내는 도면이고, 도 18은 kinetic Monte Carlo simulation을 통한 각 전구체의 부분압에 따른 MoS2 결정 형상을 나타내는 도면이고, 도 19는 실험적 부분압과 형성되는 MoS2의 모양과의 관계를 나타내는 도면이다.Figure 10 is a diagram showing contrast images of various MoS 2 crystals by layer number when determining the number of layers of a MoS 2 crystal using an optical contrast measurement method, and Figure 11 is a diagram showing the number of layers of a MoS 2 crystal using an optical contrast measurement method. It is a diagram showing the correlation between the number of layers and optical contrast, and Figure 12 is a diagram showing the control of the temperature ( T MoO3 , T S ) of each precursor and the flow rate of inert gas ( F Ar ) during the growth process of MoS 2 according to growth time. , Figure 13 is a diagram showing the contour lines of MoS 2 outline according to growth time during the growth process of MoS 2 according to growth time, and Figure 14 is a diagram showing images of MoS 2 crystal growth by time during the growth process of MoS 2 according to growth time. 15 is a diagram showing a graph fitted with data obtained by measuring the length of the vertex or side from the center of the triangular grain of MoS 2 crystal growth over time during the growth process of MoS 2 according to growth time, and Figure 16 is a graph fitting the It is a diagram showing that grains grow through oscillation through the difference between the fitting graph and the actual graph during the growth process of MoS 2 , and Figure 17 shows the change in shape according to the equivalence of Mo and S in the MoS 2 plane. Figure 18 is a diagram showing the shape of the MoS 2 crystal according to the partial pressure of each precursor through kinetic Monte Carlo simulation, and Figure 19 is a diagram showing the relationship between the experimental partial pressure and the shape of MoS 2 formed.
광학 대비를 이용한 실시간 층수 분석Real-time floor analysis using optical contrast
ICVDM을 이용하여 도 10 및 도 11에서 도시한 바와 같이 다양한 층수로 성장된 MoS2를 CCD 카메라(143)를 이용한 광학 대비 이미징을 이용하여 층수별 판별법을 도출하였다. 이는 화학기상증착법으로 합성된 MoS2의 경우 층수 판별은 대비 광학 이미징을 통한 방법이 높은 신뢰도를 나타냄을 알았고 이 방법을 실시간 측정시 적용하였다.As shown in FIGS. 10 and 11 using ICVDM, MoS 2 grown in various layer numbers was subjected to optical contrast imaging using a CCD camera 143 to derive a discrimination method for each layer number. In the case of MoS 2 synthesized by chemical vapor deposition, it was found that the method of determining the number of layers using contrast optical imaging showed high reliability, and this method was applied during real-time measurement.
통합형 플랫폼을 사용한 전이금속 칼코젠 층수의 Transition metal chalcogen layer number using an integrated platform in situin situ 결정 분석 decision analysis
대비는 층수와 기판(135) 자체의 SiO2 두께에 의해서 보강/상쇄 간섭을 일으킨다. MoS2의 성장 과정을 통합형 플랫폼을 이용하여 실시간으로 관찰하는 동안 층수를 바로 알 수 있는 분광학적 방법을 제시한다. 이를 위해 620nm 밴드패스필터를 사용하여 빛을 단색화하고 285nm SiO2/Si 기판(135)에서 층수에 따른 대비도를 측정하였다.The contrast causes constructive/destructive interference depending on the number of layers and the SiO 2 thickness of the substrate 135 itself. We present a spectroscopic method that allows you to immediately determine the number of layers while observing the growth process of MoS 2 in real time using an integrated platform. For this purpose, the light was monochromatized using a 620nm band-pass filter, and the contrast according to the number of layers was measured on a 285nm SiO 2 /Si substrate (135).
도 10 및 도 11에서 확인할 수 있는 바와 같이, 층수와 대비도는 직접적인 상관관계를 가지고 1~5층을 갖는 MoS2 층수를 실시간으로 판단할 수 있었다.As can be seen in Figures 10 and 11, the number of layers and contrast have a direct correlation, and the number of MoS 2 layers having 1 to 5 layers could be determined in real time.
ICVDM으로 얻은 삼각 MoSTriangular MoS obtained by ICVDM 22 결정의 성장 동역학 관찰 및 분석Observation and analysis of crystal growth dynamics
본 발명에 따른 ICVDM을 이용하여 MoS2 삼각 결정립의 성장을 실시간으로 관측하였다.The growth of MoS 2 triangular grains was observed in real time using ICVDM according to the present invention.
도 12에서 도시한 바와 같이, 성장 조건은 황(S)과 MoO3전구체의 온도 및 Ar flow(F Ar)등을 조절하며 화학기상증착으로 이용되는 반응챔버(131)의 온도를 750 oC로 하여 진행하였다. 대체적으로 성장은 750 oC에 도달 후, 도 13 및 도 14에서 도시한 바와 같이 수분 만에 종결되었다. 도 13은 1초당 MoS2 삼각 결정립의 outline에 색을 입힌 이미지로서, 성장을 하면서 성장속도가 느려지는 것을 확인할 수 있었다. 또한 도 12에서 도시한 바와 같이 비활성 기체인 Ar 분위기 속에서 750 oC로 진행되었고 CCD 카메라(143)를 통해 초당 1장의 이미지를 얻을 수 있었다. 이런 이미지 스택을 이용하여 성장동역학을 분석할 수 있었음.As shown in FIG. 12, the growth conditions control the temperature of the sulfur (S) and MoO 3 precursors and Ar flow ( F Ar ), and the temperature of the reaction chamber 131 used for chemical vapor deposition is set to 750 o C. So we proceeded. In general, growth was terminated within a few minutes after reaching 750 o C, as shown in Figures 13 and 14. Figure 13 is a colored image of the outline of MoS 2 triangular crystal grains per second, and it was confirmed that the growth rate slows down as it grows. In addition, as shown in FIG. 12, the process was conducted at 750 o C in an inert gas Ar atmosphere, and one image per second was obtained through the CCD camera 143. Using these image stacks, we were able to analyze growth dynamics.
도 15는 변과 꼭지점을 기준으로 성장궤적을 fitting한 결과이다. 성장은 G(t)=ντ[1-exp(-t/τ)] 형태의 곡선으로 fitting할 수 있었다. 이때 G(t)는 시간에 따른 결정립의 중심에서부터 변과 꼭지점까지의 길이이며, ν는 초기성장속도이며, τ는 반응의 시간상수이며, t는 반응을 진행한 시간이다. 꼭지점과 변의 초기 성장속도 ν는 1와 0.5 μm 정도로 측정되었다. 도 16은 실제로 측정하여 얻은 데이터와 fitting하여 얻은 데이터의 주기적인 차이를 나타낸 그래프이다. 실제 성장 곡선과 fitting된 곡선 간의 주기적인 차이는 sine damp 형태의 식인 ΔG(t)=-0.39exp(-t/47)×sin(π(t-t 0)/15.2)로 표현할 수 있었다. 이를 통해 삼각 결정립의 한 변의 성장 속도가 일정한 것이 아닌 30.4초의 주기를 갖고 성장한다는 것을 확인하였다. 이러한 주기성은 solid-vapor-solid(SVS) 상변환을 이용한 고체합성에서 관찰되는 것으로 현재 성장 및 분압의 관계성으로 인해 형성된다고 판단된다. 핵 형성시에는 양의 값으로 시작되는 커브는 에칭시에는 음의 값으로 시작되어 그 특성이 분압과 관련있음을 시사하고 분압의 진동을 통해서 결정의 성장을 유도함을 알 수 있었다(도 16 참조).Figure 15 is the result of fitting the growth trajectory based on the sides and vertices. Growth could be fitted with a curve of the form G (t)= ντ [1-exp(- t / τ )]. At this time, G(t) is the length from the center of the grain to the side and vertex over time, ν is the initial growth rate, τ is the time constant of the reaction, and t is the time for the reaction to proceed. The initial growth rate ν of the vertices and sides was measured to be around 1 and 0.5 μm. Figure 16 is a graph showing the periodic difference between data obtained by actual measurement and data obtained by fitting. The periodic difference between the actual growth curve and the fitted curve could be expressed as Δ G ( t )=-0.39exp(- t /47)×sin(π( t - t 0 )/15.2), which is a sine damp form equation. Through this, it was confirmed that the growth speed of one side of the triangular crystal grain was not constant, but grew with a period of 30.4 seconds. This periodicity is observed in solid synthesis using solid-vapor-solid (SVS) phase transformation and is believed to be formed due to the relationship between current growth and partial pressure. The curve, which starts with a positive value during nucleation, starts with a negative value during etching, suggesting that the characteristic is related to partial pressure, and it was found that crystal growth is induced through the oscillation of partial pressure (see Figure 16). .
한편, 소형화된 가열로(110)는 온도가 높아짐에 따라서 가열로(110)와 기판(135) 사이에 뜨거운 기체막이 형성되어 시간에 따라 약간의 샘플의 표류(drift)가 발생한다. 이런 현상을 보정하기 위해서 ImageJ의 image stabilizer를 이용하여 시간 및 성장조건에 따른 성장의 변화를 관찰하였다. 또한 시간별로 MoS2의 합성 동역학을 살펴보기 위하여 이미지 스택과 연산기능을 이용하여 색으로 구별되는 성장 동역학을 도 13에서와 같이 제시하였다.Meanwhile, as the temperature of the miniaturized heating furnace 110 increases, a hot gas film is formed between the heating furnace 110 and the substrate 135, causing a slight drift of the sample over time. To correct this phenomenon, changes in growth according to time and growth conditions were observed using ImageJ's image stabilizer. In addition, in order to examine the synthesis dynamics of MoS 2 over time, color-coded growth dynamics were presented using image stacks and computational functions, as shown in Figure 13.
MoSMoS 22 성장인자의 동시 조절을 이용한 다른 결정형태의 합성 분석 Synthetic analysis of different crystal forms using simultaneous regulation of growth factors
본 발명의 ICVDM에서 조절이 가능한 MoS2의 성장인자는 MoO3 전구체의 온도(T MoO3), S 전구체의 온도(T S), S의 전달 기체로 사용될 Ar 유량(F Ar) 등 이다(도 12 참조). MoS2의 삼각 결정립을 성장시키기 위한 일반적인 성장 조건은 T MoO3 = 750 oC, T S = 250 oC, F Ar = 20 sccm이다. 한 번의 실험에서 이들 인자를 하나씩 조절하여 얻은 성장-에칭 영상 이미지를 통해서 성장인자의 효과를 분석하고 이로 인한 결정형태와의 상관관계를 제시한다. 비슷한 형태로 육각 MoS2 결정립은 T MoO3 = 830 oC, T S = 280 oC, F Ar = 20 sccm 조건에서 얻어진다.The growth factors of MoS 2 that can be controlled in the ICVDM of the present invention include the temperature of the MoO 3 precursor ( T MoO3 ), the temperature of the S precursor ( TS ), and the flow rate of Ar to be used as a delivery gas for S ( F Ar ) (FIG. 12 reference). Typical growth conditions for growing triangular grains of MoS 2 are T MoO3 = 750 o C, T S = 250 o C, F Ar = 20 sccm. The effects of growth factors are analyzed through growth-etching images obtained by adjusting these factors one by one in a single experiment, and the resulting correlation with crystal form is presented. In a similar form, hexagonal MoS 2 grains are obtained under the conditions of T MoO3 = 830 o C, T S = 280 o C, and F Ar = 20 sccm.
도 17은 MoS2 평면에서의 Mo와 S의 당량성에 따른 모양의 변화를 나타내는 것으로서, 이상적인 Mo:S=1:2인 경우 ZZs (혹은 ZZMo)가 육각형의 각 선분을 차지하고, Mo:S=1:>2인 경우 S 과잉으로 인한 ZZMo가 삼각형의 선분을 이룬다. 도 18은 kinetic Monte Carlo simulation을 통한 각 전구체의 부분압에 따른 MoS2 결정 형상을 나타낸다. 또한 각 형태에 따른 MoO3 및 S의 분압은 도 19에서 도시한 바와 같다. 이 결과는 유량을 조절하는 실시간 관찰을 통해 얻을 수 있다.Figure 17 shows the change in shape according to the equivalence of Mo and S in the MoS 2 plane. In the case of ideal Mo:S = 1:2, ZZ s (or ZZ Mo ) occupies each line segment of the hexagon, and Mo:S When =1:>2, ZZ Mo due to S excess forms a line segment of a triangle. Figure 18 shows the MoS 2 crystal shape according to the partial pressure of each precursor through kinetic Monte Carlo simulation. In addition, the partial pressures of MoO 3 and S according to each form are as shown in FIG. 19. This result can be obtained through real-time observation by adjusting the flow rate.
전구체의 당량맵 도출을 통한 MoSMoS through derivation of equivalence map of precursor 22 형태 조절법 Shape control method
성장 모델을 정립하기 위하여 최소 표면 에너지로의 성장을 기반으로 고체화학의 모델인 kinetic Wulff construction을 적용하여 성장 및 에칭 과정을 분석하였다. 특히 MoS2의 성장 과정 동안 S의 흐름을 멈추고 결정립의 에칭을 유도하였고 이 과정 동안 도출되는 에칭율은 전구체인 S와 Mo의 거동을 이상기체로 가정하여 분자의 진동수, 활성화 에너지, 온도 등을 고려한 탈출율(resc)을 다음 수식으로 결정할 수 있었다. resc = νexp(-E e,Mo/k B T) 여기서 ν는 결정격자를 구성하는 원소들의 진동수(~1013 s-1)이고, E e,Mo는 결정격자로부터 Mo를 떼어내는데 필요한 활성화 에너지이고, k B는 볼츠만 상수이고, T는 절대온도이다. 특정 온도 조건에서 형성되는 원자의 탈출율로부터 각 전구체의 분압이 유도될 수 있다. 이를 이용하여 각 온도에서 형성되는 전구체의 분압 조건(즉 P S, P MoO3)을 분석하고, 이런 분석을 바탕으로 육각 결정을 형성하는 P MoO3:P S 비율을 구하고 실험적 당량맵을 그릴 수 있다(도 19 참조). 이를 토대로 Mo:S=1:2의 몰분율을 갖는 당량점을 파악하였다.To establish a growth model, the growth and etching processes were analyzed by applying kinetic Wulff construction, a solid-state chemistry model, based on growth with minimum surface energy. In particular, during the growth process of MoS 2 , the flow of S was stopped and the etching of crystal grains was induced, and the etching rate derived during this process was calculated based on the assumption that the behavior of the precursors, S and Mo, were ideal gases, taking into account the molecular frequency, activation energy, and temperature. The escape rate (r esc ) could be determined using the following formula. r esc = ν exp(- E e,Mo / k B T ) where ν is the frequency of the elements constituting the crystal lattice (~10 13 s -1 ), and E e,Mo is the frequency required to separate Mo from the crystal lattice. is the activation energy, k B is the Boltzmann constant, and T is the absolute temperature. The partial pressure of each precursor can be derived from the escape rate of atoms formed under specific temperature conditions. Using this , the partial pressure conditions (i.e. P S , P MoO3 ) of the precursor formed at each temperature can be analyzed, and based on this analysis, the P MoO3 : PS ratio that forms a hexagonal crystal can be obtained and an experimental equivalence map can be drawn ( 19). Based on this, the equivalence point with a mole fraction of Mo:S=1:2 was identified.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.As such, the present invention is not limited to the described embodiments, and it is obvious to those skilled in the art that various modifications and changes can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Accordingly, such modifications or variations should be considered to fall within the scope of the claims of the present invention.
100: 통합 화학기상증착 현미경 장치 110: 가열로
120: 가스 플로우유닛 130: 반응 스테이지
140: 현미경유닛 150: 디스플레이모듈
160: 제어유닛 170: 광학테이블100: Integrated chemical vapor deposition microscope device 110: Heating furnace
120: gas flow unit 130: reaction stage
140: Microscope unit 150: Display module
160: control unit 170: optical table
Claims (14)
상기 가열로에 연통되게 마련되며, 상기 가열로에 공급되는 비활성가스의 양을 조절하는 가스 플로우유닛;
상기 비활성가스에 의해 운반된 기화된 상기 제1 전구체가 공급되고 상기 제1 전구체와 반응하는 제2 전구체가 코팅된 기판이 내재된 반응챔버와, 상기 반응챔버에 마련된 관측창을 구비하되, 온도 조절이 가능한 반응 스테이지; 및
상기 관측창에 대향되게 배치되어 상기 반응챔버 내에서 상기 제1 전구체와 상기 제2 전구체에 의해 합성되는 화합물의 핵형성 및 성장을 실시간으로 관측하고 촬영하는 현미경유닛을 포함하는 통합 화학기상증착 현미경 장치.A heating furnace for vaporizing the first precursor;
a gas flow unit provided in communication with the heating furnace and controlling the amount of inert gas supplied to the heating furnace;
a reaction chamber containing a substrate supplied with the vaporized first precursor carried by the inert gas and coated with a second precursor reacting with the first precursor; and an observation window provided in the reaction chamber, wherein temperature is controlled. This possible reaction stage; and
An integrated chemical vapor deposition microscopy device including a microscope unit disposed opposite the observation window to observe and photograph the nucleation and growth of the compound synthesized by the first precursor and the second precursor in the reaction chamber in real time. .
상기 현미경유닛은,
상기 반응 스테이지를 지지하는 지지부;
상기 관측창에 대향되게 배치된 대물렌즈; 및
상기 대물렌즈에 인라인되게 배치되어 상기 화합물의 핵형성 및 성장을 실시간으로 관측 및 촬영하는 촬영모듈을 포함하는 통합 화학기상증착 현미경 장치.According to paragraph 1,
The microscope unit is,
a support portion supporting the reaction stage;
An objective lens disposed opposite the observation window; and
An integrated chemical vapor deposition microscopy device including an imaging module disposed in-line with the objective lens to observe and photograph nucleation and growth of the compound in real time.
상기 촬영모듈은 CCD 카메라(Charge Coupled Device camera)를 포함하는 통합 화학기상증착 현미경 장치.According to paragraph 2,
The imaging module is an integrated chemical vapor deposition microscope device including a CCD camera (Charge Coupled Device camera).
상기 CCD 카메라에는 빛을 단색화하기 위한 밴드패스필터가 장착되는 통합 화학기상증착 현미경 장치.According to paragraph 3,
An integrated chemical vapor deposition microscope device in which the CCD camera is equipped with a bandpass filter to monochromatize light.
상기 현미경유닛은,
광원;
상기 대물렌즈와 상기 촬영모듈 사이에 마련된 빔 스플리터;
상기 빔 스플리터와 상기 광원 사이에 마련된 콜리메이터 렌즈;
상기 빔 스플리터와 상기 촬영모듈 사이에 마련된 결상렌즈;
상기 결상렌즈와 상기 촬영모듈 사이에 마련된 분광기를 더 포함하는 통합 화학기상증착 현미경 장치.According to paragraph 2,
The microscope unit is,
light source;
A beam splitter provided between the objective lens and the imaging module;
a collimator lens provided between the beam splitter and the light source;
An imaging lens provided between the beam splitter and the imaging module;
An integrated chemical vapor deposition microscope device further comprising a spectroscope provided between the imaging lens and the imaging module.
상기 촬영모듈에 연결되어 상기 화합물의 핵형성 및 성장을 디스플레이하는 디스플레이모듈을 더 포함하는 통합 화학기상증착 현미경 장치.According to paragraph 2,
An integrated chemical vapor deposition microscopy device further comprising a display module connected to the imaging module to display nucleation and growth of the compound.
상기 가열로와 상기 가스 플로우유닛과 상기 반응 스테이지 및 상기 현미경유닛에 연결되되, 촬영된 상기 화합물의 핵형성 및 성장 이미지를 저장하고 상기 화합물의 성장과정을 분석하며, 상기 제1 전구체의 온도와 상기 제2 전구체의 온도 및 상기 비활성가스의 양을 조절하여 상기 화합물의 성장조건을 제어하는 제어유닛을 더 포함하는 통합 화학기상증착 현미경 장치.According to paragraph 1,
Connected to the heating furnace, the gas flow unit, the reaction stage, and the microscope unit, the captured nucleation and growth images of the compound are stored, the growth process of the compound is analyzed, and the temperature of the first precursor and the An integrated chemical vapor deposition microscopy device further comprising a control unit that controls growth conditions of the compound by controlling the temperature of the second precursor and the amount of the inert gas.
상기 가스 플로우유닛과 상기 반응 스테이지 및 상기 현미경유닛이 고정되는 무진동 광학테이블을 더 포함하는 통합 화학기상증착 현미경 장치.According to paragraph 1,
An integrated chemical vapor deposition microscope device further comprising a vibration-free optical table on which the gas flow unit, the reaction stage, and the microscope unit are fixed.
상기 제1 전구체는 칼코젠 전구체이며, 상기 칼코젠 전구체는 산소(O), 황(S), 셀레늄(Se) 및 텔루륨(Te)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나의 원소 또는 이들을 포함하는 화합물을 포함하며,
상기 제2 전구체는 전이금속 전구체이며, 상기 전이금속 전구체는 몰리브덴(Mo), 스칸듐(Sc), 티타늄(Ti), 바나듐(V), 크롬(Cr), 망간(Mn), 철(Fe), 코발트(Co), 니켈(Ni), 니오븀(Nb) 및 텅스텐(W)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함하는 화합물인 통합 화학기상증착 현미경 장치.According to paragraph 1,
The first precursor is a chalcogen precursor, and the chalcogen precursor is at least one element selected from the group consisting of oxygen (O), sulfur (S), selenium (Se), and tellurium (Te), or a compound containing these elements Includes,
The second precursor is a transition metal precursor, and the transition metal precursor is molybdenum (Mo), scandium (Sc), titanium (Ti), vanadium (V), chromium (Cr), manganese (Mn), iron (Fe), An integrated chemical vapor deposition microscope device that is a compound containing at least one selected from the group consisting of cobalt (Co), nickel (Ni), niobium (Nb), and tungsten (W).
(b) 기화된 상기 제1 전구체를 제2 전구체가 코팅된 기판이 내재된 반응 스테이지의 반응챔버에 공급하여 화합물을 합성하는 단계;
(c) 상기 반응챔버 내의 상기 화합물의 핵형성 및 성장을 실시간으로 관측하고 촬영하는 단계; 및
(d) 촬영된 상기 화합물의 핵형성 및 성장 이미지로부터 상기 화합물의 성장과정을 분석하여, 상기 화합물의 성장조건을 제어하는 단계를 포함하는 통합 화학기상증착 현미경 장치를 이용한 저차원 물질의 합성 제어방법.(a) vaporizing the first precursor;
(b) supplying the vaporized first precursor to a reaction chamber of a reaction stage containing a substrate coated with the second precursor to synthesize a compound;
(c) observing and photographing the nucleation and growth of the compound in the reaction chamber in real time; and
(d) A method for controlling the synthesis of low-dimensional materials using an integrated chemical vapor deposition microscopy device, including the step of controlling the growth conditions of the compound by analyzing the growth process of the compound from the captured nucleation and growth image of the compound. .
상기 (d) 단계는,
상기 제1 전구체의 온도를 조절하는 단계;
상기 제2 전구체의 온도를 조절하는 단계; 및
상기 비활성가스의 양을 조절하는 단계를 포함하는 통합 화학기상증착 현미경 장치를 이용한 저차원 물질의 합성 제어방법.According to clause 10,
In step (d),
adjusting the temperature of the first precursor;
adjusting the temperature of the second precursor; and
A method for controlling the synthesis of low-dimensional materials using an integrated chemical vapor deposition microscope device, including the step of controlling the amount of the inert gas.
상기 (c) 단계는,
현미경유닛을 이용하여 상기 반응챔버에 마련된 관측창을 통해 상기 화합물의 핵형성 및 성장을 실시간으로 관측하고 촬영하는 통합 화학기상증착 현미경 장치를 이용한 저차원 물질의 합성 제어방법.According to clause 10,
In step (c),
A method for controlling the synthesis of low-dimensional materials using an integrated chemical vapor deposition microscope device that observes and photographs the nucleation and growth of the compound in real time through an observation window provided in the reaction chamber using a microscope unit.
상기 현미경유닛은,
상기 반응 스테이지를 지지하는 지지부;
상기 관측창에 대향되게 배치된 대물렌즈; 및
상기 대물렌즈에 인라인되게 배치되어 상기 화합물의 핵형성 및 성장을 관측 및 촬영하는 촬영모듈을 포함하는 통합 화학기상증착 현미경 장치를 이용한 저차원 물질의 합성 제어방법.According to clause 12,
The microscope unit is,
a support portion supporting the reaction stage;
An objective lens disposed opposite the observation window; and
A method for controlling the synthesis of low-dimensional materials using an integrated chemical vapor deposition microscope device including an imaging module disposed in-line with the objective lens to observe and photograph nucleation and growth of the compound.
(e) 상기 (c) 단계에서 촬영된 상기 화합물의 핵형성 및 성장을 디스플레이하고 저장하는 단계를 더 포함하는 통합 화학기상증착 현미경 장치를 이용한 저차원 물질의 합성 제어방법.According to clause 10,
(e) A method for controlling the synthesis of low-dimensional materials using an integrated chemical vapor deposition microscopy device, further comprising the step of displaying and storing the nucleation and growth of the compound photographed in step (c).
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US5871805A (en) * | 1996-04-08 | 1999-02-16 | Lemelson; Jerome | Computer controlled vapor deposition processes |
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US20200209606A1 (en) * | 2018-01-23 | 2020-07-02 | University Of Electronic Science And Technology Of China | Real-time monitoring microscopic imaging system for nitride MOCVD epitaxial growth mode |
KR102198340B1 (en) | 2019-05-20 | 2021-01-04 | 연세대학교 산학협력단 | Chemical vapor deposition system |
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