Emerging p-type 2D AsP: ambient aging-driven electrical modulation via conduction path reconfiguration

Hyeran Cho¹, Chan Sol Mun¹, Doyoon Kim, Eui-Hyoun Ryu, and Gyu-Tae Kim^*

Applied Surface Science, Volume 717, 1 February 2026, 164743

https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2025.164743

2025년 1월부터 혜란선배(현 조혜란 박사)와 함께 여러 시행착오를 거치며 본 연구를 시작하였고, 논문은 2025년 9월 27일에 억셉되었습니다.

본 연구는 대기 중에서 빠르게 열화되는 BP에 비해 상대적으로 향상된 대기 안정성을 갖고있는 AsP를 대상으로, 재료적·소자적 관점에서 분석한 연구입니다.
AsP nanosheet의 aging에 따른 Raman peak 변화, AFM 기반 두께 변화, XPS 분석을 먼저 수행하였고, 이후 multi-layer AsP 트랜지스터를 제작하여 106시간 동안의 air aging 실험을 진행하였습니다.단순히 AsP 트랜지스터의 transfer curve 변화만을 관찰하는 데 그치지 않고, gₘ과 dgₘ 분석을 통해 aging에 따른 conduction path의 재구성을 살펴보았습니다. 또한 low-frequency noise 분석을 통해 열화가 소자 성능에 미치는 영향을 분석하였습니다.

연구를 진행하는 과정은 정말 쉽지 않았습니다. BP에 비해 안정하다고 알려진 AsP였지만, 소자 제작 과정에서 충분한 여유를 갖기는 어려웠고,
연구 초반에는 제작된 소자에서 예상보다 빠르게 열화가 진행됨을 확인하였습니다. 공정 과정 중에서 문제가 있는지 하나씩 확인하던 중 E-beam litho에 사용되는 EL11(Copolymer)가 영향을 주고있다는 것을 확인하였습니다. 이후 Copolymer를 사용을 배제하면서 lift-off가 잘 되질 않았고, 해결하기 위해 공정을 반복적으로 수정해 나갔습니다.

이외에도 많은 어려움이 있었지만, 특히나 리비전을 준비하면서 진행했던 실험이 제일 기억에 남습니다.
창의관 817호 철거로 인하여 장비 이전을 해야했고, 장비들을 다시 셋업하고 실험을 진행하여 며칠동안 밤 늦게까지 측정과 데이터 정리를 했었습니다.
지금 돌아보면 이러한 경험들이 연구자로서 한 단계 더 성장할 수 있는 계기가 되었던 것 같습니다.

실험설계부터 논문이 억셉되기까지 많은 도움을 주신 혜란선배께 진심으로 감사드립니다. 또한 연구 과정에서 늘 함께 고민하고 디스커션해 준 도윤이형에게도 고마운 마음을 전합니다. 마지막으로, 연구를 지도해 주신 김규태 교수님께 깊이 감사드립니다.