Suppression of channel migration in 2D multilayer ReS₂ via hBN passivation

Hyeong Jin Choi, Gyu-Tae Kim

Journal of Physics and Chemistry of Solids (IF 4.9). Volume 207, December 2025, 112983

https://doi.org/10.1016/j.jpcs.2025.112983

앞에 했던 실험으로는 학위논문을 작성하는데 부족하다 생각하여, 내용을 이어서 해봤던 실험입니다.

채널의 이동의 경우도 결론은 저항의 비율입니다. 채널의 저항과 인터레이어의 저항 사이의 비율에 의해서 채널의 저항이 과도하게 작아지게 되면

Drain 전압에 의한 인터레이어 저항의 변화가 전기적 특성에 영향을 미치게 됩니다. 이 부분을 이전에 확인을 하였고,

아날로그 페리 TR 사이즈인 150 - 500 nm 에서 채널 길이 감소에 따라 채널 저항이 감소하면서 인터레이어 저항 변화에 따른 전기적 특성의 변화가 크게 관측됩니다.

이를 해결하는 방안으로 size reduction을 위해 채널 길이가 줄어 채널의 저항이 감소하더라도 채널의 저항을 증가 시키기 위한 방안으로 surface 쪽에 

hBN passivaiton을 적용 시켜서 해당 부분의 전기적 특성을 분석한 내용입니다.

동일 채널 물질에서 전기적 특성을 측정 후, hBN passivation 적용 후 동일하게 전기적 특성을 분석하였습니다.

정확한 분석을 위해서 길이별로 측정을 진행하였습니다.

hBN의 경우 gate insulator 쪽에 적용이 많이 되어 interface trap이 줄어들어 전기적 특성이 개선이 되는 논문이 대부분이지만, interface trap의 영향을 상쇄해서 

surface에 passivation 전  후 특성 변화를 보여주는 논문을 찾아보면, p의 형태로 작용을 하였고, low temp에서 p의 형태의 특성을 지닌다는 문헌과

공기중에서 oxygen화 된다는 문헌이 있어서 사용해 보았습니다.

실험 결과는 passivation 적용 후, Drain 전압에 따른 전기적 특성의 variation 감소, on/off 특성 개선, 전류 감소, g_m의 2개의 peak 제거, low frequency noise 파형에서도 1/f² 파형 제거

AFM 결과 확인 시 passviation 정도에 따른 전기적 특성 변화 차이 확인, Raman의 경우 blue shift 확인되었습니다.

굉장히 오래 들고 있던 원고입니다. 2023년 10-11월에 실험했고, 논문 초안은 24년 1월, 제출 전의 원고 형태는 24년 5월경에  완성되었던 원고입니다.

논문 제출은 25년 4월에야 하게 되었습니다. 앞의 연구 내용을 이어서 하는 부분이라 앞의 논문이 통과되면 바로 제출해야지 했는데 생각보다 늦어지게 되었습니다.

박사 학위 과정이 어느덧 마무리가 되었네요. 

개인적으로 탑티어의 논문을 쓰지는 못했지만, 오픈엑세스가 아니고, 저자수가 많이 없는 단일 1저자,

IOP, elsevier 미국과 영국 저널에 SCIE 3편의 논문을 쓰게 된 것에 감사한 마음이 듭니다.

그리고 석사과정 학생 동현이 범준이의 졸업 아이템에 대해 도움을 줄 수 있어서 좋았습니다.

아직 논문 1편이 리뷰중인데, 이것도 마무리가 잘 되었으면 합니다.

아쉬운 부분은 제가 하고 있는 로직 소자 부분, 이 부분만 마무리가 되면 모든 데이터가 다 확보가 되고, 논문 작성이 가능한데

이 부분을 마무리 못한 점과 범준이랑 하고 있는 아이템도 noise 측정 까지만 가면 되는데, 거기까지 가지 못해 마무리가 되지 않은 점이 아쉽습니다.

논문 지도를 해주신 김규태 교수님께 감사드립니다. 교수님께서 교육자의 마음으로 제 과정을 지켜봐 주시고 지도해 주셔서 좋았습니다.

중견 과제 (No. NRF-2021R1A2C2013002)가 100% 사사표기되었습니다.