국제과학비즈니스벨트 핵심 기관인 기초과학연구원(IBS) 원자제어저차원전자계연구단 최희철 부단장 겸 그룹리더 연구진이 차세대 반도체 소재로 각광받고 있는 2차원 이황화몰리브덴(MoS2)을 처음으로 대면적 및 원하는 기하학적 형태로 제작이 가능한 반응법을 개발했다. 금 촉매를 이용해 ‘2차원 이황화몰리브덴’을 선택적으로 균일하게 합성한 이번 연구는 세계 최초로 2차원 이황화몰리브덴을 원하는 크기와 기하학적 형태로 균일하게 합성하고 이를 반도체 소자로 제작할 수 있음을 규명했다. 이번 연구 결과를 통해 2차원 이황화몰리브덴을 향후 굴절ㆍ투명 전자소자와 같은 차세대 반도체 산업으로의 적용이 전망된다. 또 2차원 이황화몰리브덴은 반도체성 층상 재료(layered material)로 그래핀과 구조적으로 유사하나 전도체인 그래핀과는 달리 반도체성을 지녀 태양전지, 저전력 트랜지스터, 플렉시블 디스플레이, 투명 전자소자 등 그 응용처가 매우 넓을 것으로 기대된다. 연구진은 기존의 단순 증착과는 달리 금과 표면합금 형성이라는 새로운 방법을 개발했다. 금 표면 위에 몰리브덴이 포함된 화합물을 주입하면 몰리브덴 원자가 분리되어 금과 섞여 이른바 표면합금이라 불리는 원자 수준으로 얇고 균일한 합금이 생기는데 황화수소를 주입하면 몰리브덴만 선택적으로 반응해 원자 수준으로 얇은 2차원 이황화몰리브덴을 합성ㆍ분리해 내는 것이다. 이번 연구성과는 화학분야 권위 학술지인 ‘안게반테 케미’온라인에 게재됐으며 그 우수성을 인정받아 1월호 표지 논문으로 게재될 예정이다.