Architectured van der Waals epitaxy of ZnO nanostructures on hexagonal BN

육방정 질화붕소 (hBN)은 그래핀과 유사한 층상구조의 물질로 우수한 물리적 특성을 보이면서도 전기적 절연성을 가지고 있어 기능성 전자소자의 기판으로서 큰 가능성을 가지고 있다. 본 연구에서는 우수한 광전특성을 가지는 고품위의 산화아연(ZnO) 나노구조물을 hBN 위에 반데르발스 에피탁시(van der Waals epitaxy) 방법으로 성장하고 그 특성을 분석하였다. 플라즈마를 이용한 기판 처리를 통하여 ZnO 나노막대 및 나노벽 구조물을 hBN 위에 형성하였으며, 제조된 ZnO/hBN 이종구조의 구조적 특성을 전자투과현미경과 전산모사로 분석 및 검증하였다. 특히 플라즈마 처리로 ZnO 나노구조의 밀도가 조절됨을 이용하여 위치와 형상이 조절된 ZnO 나노구조물을 제조하는데 성공하였다. 본 연구를 이용한 소자의 한 예시로 ZnO 나노구조물을 채널로 하는 자외선 센서를 제조하였으며 이를 통해 hBN이 광전소자를 위한 기능성 기판으로 활용될 수 있음을 시연하였다.

Architectured ZnO nanostructures were grown by van der Waals (vdW) heteroepitaxy on hexagonal BN (hBN) layers with artificially patterned atomic ledges. Electron microscopic and theoretical computational analyses presented non-covalent epitaxial features of domain-aligned incommensurate ZnO/hBN heterostructure. The vdW epitaxial ZnO/hBN heterostructures exhibited excellent electrical insulation of hBN, and were applied to fabricate the ultraviolet photodetector devices, as an example of functional optoelectronic device applications.

\"Architectured van der Waals epitaxy of ZnO nanostructures on hexagonal BN\"
NPG Asia materials
Published online 5 December 2014
NPG Asia Materials (2014) 6, e145
doi:10.1038/am.2014.108

Link: http://www.nature.com/am/journal/v6/n12/index.html

Authors: Hongseok Oh, Young Joon Hong, Kun-Su Kim, Sangmoon Yoon, Hyeonjun Baek, Seoung-Hun Kang, Young-Kyun Kwon, Miyoung Kim and Gyu-Chul Yi