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- 2022 열공학회 교수님 남헌 학술상을 받았습니다
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- 작성일 2022-05-13
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- 오래만 등산!
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- 작성일 2022-05-13
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- We Graduated, Just Today!
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- 작성일 2022-02-22
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- Research Story_김태성 교수, 석지원 교수, 김형우 박사
- https://www.skku.edu/skku/research/industry/researchStory_view.do?mode=view&articleNo=88685 저온 플라즈마를 이용한 대면적 이황화몰리브데넘-이황화텅스텐 수직이종구조 제조 원천기술 개발 성공 플라즈마 공정을 통한 기존 연구의 한계점을 극복하며 자세한 합성 메커니즘에 대한 규명 성공 기계공학부 김태성 교수 · 석지원 교수, 김형우 박사 ※ PECVD 이차원 물질 합성 관련 논문 (김태성 교수 연구팀) 1) Low-Temperature Synthesis of Large-Scale Molybdenum Disulfide Thin Films Directly on a Plastic Substrate Using Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition (안치성 et al., Advanced Materials, 27, 2015, 5223-5229) 2) Highly uniform wafer-scale synthesis of α-MoO3 by plasma enhanced chemical vapor deposition (김형우 et al., Nanotechnology, 28, 2017, 175601) 3) Low-temperature wafer-scale growth of MoS2-graphene heterostructures (김형우 et al., Applied Surface Science, 470, 2019, 129-134) 4) Wafer-Scale and Low-Temperature Growth of 1T-WS2 Film for Efficient and Stable Hydrogen Evolution Reaction (김형우 et al., Small, 16, 2020, 1905000) 5) Flexible MoS2–Polyimide Electrode for Electrochemical Biosensors and Their Applications for the Highly Sensitive Quantification of Endocrine Hormones: PTH, T3, and T4 (김형우 et al., Analytical Chemistry, 92, 2020, 6327-6333) 6) Realization of Wafer‐Scale 1T‐MoS2 Film for Efficient Hydrogen Evolution Reaction (김형우 et al., ChemSusChem, 2021) doi.org/10.1002/cssc.202002578 7) Low-Temperature and Large-Scale Production of Transition Metal Sulfide Vertical Heterostructure and Its Application for Photodetectors (Chaitanya et al., ACS Applied Materials & Interface, 2021) 8) Low-Temperature Synthesis of Wafer-Scale MoS2-WS2 Vertical Heterostructures by Single-Step Penetrative Plasma Sulfurization (석현호 et al., ACS Nano, 15, 2021, 707-718) ※언론보도현황 [베라티스알파]성균관대 저온 플라즈마를 이용한 수직이종구조 제조 원천기술 개발성공 [테크월드]성균관대, 저온 플라즈마 이용한 MoS2-WS2 수직이종구조 제조원천기술 개발 [유교신문] 성균관대 연구팀, 저온 플라즈마를 이용한 대면적 이황화몰리브데넘-이황화텅스텐 수직이종구조 제조 원천기술 개발 성공 [연합경제TV] 성균관대학교 저온 플라즈마를 이용한 대면적 이황화몰리브데넘-이황화텅스텐 수직이종구조 제조 원천기술 개발 성공 [에너지단열경제] 세계 최초로 전이금속 간 이종구조 대면적으로 구현, 저온공정과 높은 재현성 등 장점 [한국강사신문] 성균관대학교, 저온 플라즈마를 이용한 대면적 이황화몰리브데넘-이황화텅스텐 수직이종구조 제조 원천기술 개발 성공
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- 작성일 2021-09-28
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- 저온 플라즈마를 이용한 대면적 이황화몰리브데넘-이황화텅스텐 수직이종구조 제조 원천기술 개발 성공
- - 성균관대 기계공학부 김태성, 석지원 교수, 한국기계연구원 김형우 박사 공동연구팀 - 국제학술지‘ACS Nano’1.7(목) 온라인 게재 [그림1] 좌측부터 김태성 교수, 석지원 교수, 김형우 박사 기계공학부 김태성 교수, 석지원 교수, 한국기계연구원 김형우 박사 공동연구팀(1저자 석현호, Yonas T. Megra, Chaitanya Kanade)이 ‘4인치 웨이퍼 크기의 이황화몰리브데넘-이황화텅스텐(MoS2-WS2) 수직이종구조 단일공정 제조’ 원천기술을 최초로 개발했다고 밝혔다. 대표적인 전이금속 칼코겐 화합물(Transition Metal Dichalcogenides)인 이황화몰리브데넘(MoS2), 이황화텅스텐(WS2)은 각기 다른 밴드갭을 갖는 물질로 차세대 전자소자 응용을 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히 이황화몰리브데넘과 이황화텅스텐이 층상으로 쌓인 수직이종구조로 이뤄지면 밴드갭 조절이 가능해 더욱 다양한 응용이 가능하지만, 현재까지는 대면적으로 균일한 이종구조 제조가 어려웠다. 이에 연구팀은 화학기상증착법(CVD) 대비 상대적으로 낮은 온도인 300도에서 균일한 이황화몰리브데넘-이황화텅스텐 이종구조를 4인치 웨이퍼 위에 제작할 수 있는 단일공정 기술을 개발했다. 저온 플라즈마를 활용하여 이종 금속층(몰리브데넘-텅스텐)을 황화시키는, 간단하면서도 효과적으로 이종구조 물질을 제조하는 방법을 개발하여 관련 기술을 국내 특허로 출원했다. 나아가 연구팀은 대면적 이종구조와 웨이퍼 사이의 계면 접착 특성을 파괴역학 개념의 실험을 통해 분석함으로써, 이황화몰리브데넘-이황화텅스텐 수직이종구조의 구조 안정성을 검증했다. [그림2] 2차원 전이금속 수직이종구조(MoS2-WS2) 모식도 및 시간대별 형성 과정 김태성 교수는 “전이금속 간 이종구조를 대면적으로 구현한 경우는 세계 최초로, 플라즈마 합성방법으로 구현한 것은 저온공정 및 높은 재현성, 균일도를 가지는 장점을 가지고 있다”며 “이번 기술을 통해 이종구조 연구에 진전 및 상용화를 앞당길 수 있을 것으로 기대한다”고 밝혔다. 본 연구는 한국연구재단의 중견연구(NRF-2017R1A2B3011222, NRF-2019R1A2C2089785)와 기본연구(NRF-2018R1D1A1B07040292), 한국기계연구원의 지원으로 수행되었으며, Web of Science의 Materials Science, Multidisciplinary 분야 국제학술지인 ‘ACS Nano' (IF: 14.588, JCR 상위 10%이내)에 1.7(목) 온라인 게재되었다. ※ 논문명: Low-Temperature Synthesis of Wafer-Scale MoS2-WS2 Vertical Heterostructures by Single-Step Penetrative Plasma Sulfurization [언론보도] 베라티스 알파 http://www.veritas-a.com/news/articleView.html?idxno=355057 에너지경제 https://www.kyosu.net/news/articleView.html?idxno=60481 유교신문 http://www.cfnews.kr/coding/news.aspx/3/1/42062#.YBaNcegzaHs 연합경제TV http://www.yonhaptv.co.kr/news/articleView.html?idxno=227873 TechWorld http://www.epnc.co.kr/news/articleView.html?idxno=200066 한국강사신문 https://www.lecturernews.com/news/articleView.html?idxno=60558
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- 작성일 2021-09-28
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- 나노결정을 가진 팔면체 이황화몰리브데넘의 저온 플라즈마 합성기술 개발
- 나노결정을 가진 팔면체 이황화몰리브데넘의 저온 플라즈마 합성기술 개발 - 본교 김태성 교수, 한국기계연구원 김형우 박사, 아주대 이재현 교수 공동연구팀 - 플라즈마 화학기상증착법을 이용한 저온 대면적 합성을 통한 대량 생산 및 수전해용 백금의 대체 촉매로의 가능성 확인 [그림1] 좌측부터 본교 김태성 교수, 아주대 이재현 교수, 한국기계연구원 김형우 박사 기계공학부 김태성 교수가 신소재공학부 황동목 교수, 김만수 박사(공동 1저자), 아주대학교 이재현 교수(공동교신저자), 한국기계연구원 김형우 박사와 함께 4인치 웨이퍼 크기의 금속성을 가지는 이황화몰리브데넘(1T-MoS2) 박막 성장 및 효율적인 수소 발생 반응 기술을 개발했다고 밝혔다. 전이금속 칼코겐 화합물(Transition Metal Dichalcogenides)은 전이금속과 16족 칼코겐 원소 중 산소를 제외한 황(S), 셀레늄(Se), 텔레늄(Te)의 화합물로 그래핀과 비슷하지만 밴드갭과 복수의 구조상에 따라 도체, 반도체, 절연체로 존재할 수 있어 그래핀을 대체할 차세대 나노소재로 기대되고 있다. 연구진은 2020년 플라즈마화학기상증착법(PECVD)을 이용하여 이황화텅스텐(WS2)을 팔면체 구조로 성공적으로 합성한 경험과 노하우를 바탕으로 이황화몰리브데넘 또한 대면적 팔면체 구조 합성에 성공했다. 김태성 교수는 “전이금속 칼코겐 화합물의 대표 물질 두 가지(MoS2, WS2)의 팔면체 구조 합성법을 모두 확보한 것은 주목할 만한 일”이라며 “저온 플라즈마 합성방법 또한 여러 분야에 적용가능하고 높은 재현성과 균일도를 가지고 있어 상용화를 앞당길 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다. 본 연구는 Green & Sustainable Science & Technology 분야 국제학술지 ‘켐서스켐(ChemSusChem)'(IF:7.96, JCR 상위 10% 이내)에 1.8(금) 온라인 게재되었다. 본 연구는 한국연구재단에서 지원하는 중견연구(NRF-2017R1A2B3011222), 기본연구(NRF-2018R1D1A1B07040292), 기초연구실사업(NRF-2020R1A4A4079397)의 지원으로 수행되었으며, 향후 다양한 종류의 이차원 물질의 형상별 대면적 상용화에 기여할 것으로 기대된다. [그림2] 나노 결정립의 팔면체 이황화몰리브데넘(MoS2)은 도체(1T 형상)의 특성이 있어 전이금속 특유의 높은 촉매 반응성과 함께 낮은 저항으로 값비싼 백금류 수전해용 촉매를 대체할 가능성을 보여주었음. 특히 4인치 웨이퍼 크기의 대면적으로 균일하게 합성하는 방법은 세계 최초이며, 관련 특허를 모두 보유하고 있음. 베라티스알파 http://www.veritas-a.com/news/articleView.html?idxno=353317 e-대학신문 http://www.dhnews.co.kr/news/articleView.html?idxno=135316 유교신문 http://www.cfnews.kr/coding/news.aspx/3/1/41740#.YAJNjOgzat8 에너지경제 https://www.ekn.kr/web/view.php?key=20210115010003263 연합경제TV http://www.yonhaptv.co.kr/news/articleView.html?idxno=227814 테크월드 http://www.epnc.co.kr/news/articleView.html?idxno=113887
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- 작성일 2021-09-28
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- 나노 효과를 이용한 상온‧상압에서 팔면체 이황화텅스텐 합성기술 개발
- 기계공학과 김태성 교수 연구팀, 나노 효과를 이용한 상온‧상압에서 팔면체 이황화텅스텐 합성기술 개발 - 플라즈마 화학기상증착법을 이용한 저온 대면적 합성을 통한 대량 생산 및 수전해용 백금의 대체 촉매로의 가능성 확인 - 2.13 나노 및 마이크로 과학 분야 국제학술지‘Small’ Back Cover로 선정 [그림1] 김태성 교수(성균관대), 이재현 교수(아주대), 김형우 박사(성균관대) 기계공학부 김태성 교수 연구팀(공동 1저자 김형우 박사, Vinit Kanade, 김만수)이 아주대학교 이재현 교수 연구팀과 공동으로 ‘웨이퍼 크기의 금속성을 가지는 이황화텅스텐(1T-WS2) 박막 성장 및 효율적이고 안정적인 수소 발생 반응’ 기술을 개발했다고 밝혔다. 전이금속 칼코겐 화합물(Transition Metal Dichalcogenides)이란 주기율표상의 여러 전이금속과 16족 칼코겐 원소 중 산소를 제외한 황(S), 셀레늄(Se), 텔레늄(Te)의 화합물로, 단일 구조상을 갖는 대표적인 이차원 소재인 그래핀과는 달리 복수의 구조상이 존재하며 상전이에 의해 도체, 반도체, 전연체 등으로 전기적 물성이 변화되는 특징을 갖고 있어 차세대 나노소재로 기대되고 있다. 특히 상온‧상압의 조건에서 안정상인 육방형 구조상(2H)의 전이금속 칼코겐 화합물과 달리, 팔면체 구조상(1T)을 가진 전이금속 칼코겐 화합물은 도체의 특성이 있어 전이금속 특유의 높은 촉매 반응성과 낮은 저항으로 값비싼 백금류 촉매를 대체할 수 있는 에너지 전기화학 촉매 소재로 각광받고 있다. [그림2] 나노 결정립의 팔면체 이황화텅스텐이 도체(1T 형상)의 특성이 있어 전이금속 특유의 높은 촉매 반응성과 함께 낮은 저항으로 값비싼 백금류 수전해용 촉매를 대체할 가능성을 보여주었음 연구팀은 팔면체 구조상(준안성상)을 가진 이황화텅스텐 소재 상용화의 큰 걸림돌이었던 안정성 및 생산성 확보를 위해 플라즈마 기술을 활용하였다. 지난 2015년, 플라즈마화학기상증착법(PECVD)을 이용하여 이황화몰리브데넘을 저온에서 대면적으로 합성에 성공하여 학계 및 산업계에서 큰 주목을 받았다. 이후 아주대학교 연구팀과의 협업을 통해 이황화몰리브데넘-그래핀 이종접합구조를 합성한 데 이어 금속성을 갖는 팔면체 이황화텅스텐을 세계 최초로 대면적 기판상에 구현하였다. 연구팀은 합성된 이황화텅스텐 결정의 크기를 나노사이즈로 만들어 높은 표면에너지를 유도하여 상온‧상압에서 준안정상인 팔면체 구조를 1,000회 이상의 전기화학 반응 후에도 지속해서 유지할 수 있도록 하였으며, 높은 밀도의 결정립을 유도하여 촉매 반응성을 획기적으로 개선하는 데 성공했다. 본 연구는 한국연구재단에서 지원하는 중견연구(NRF-2017R1A2B3011222), 개인 기초연구지원사업(NRF-2018R1D1A1B07040292), 대통령 포스트닥터 펠로우쉽(NRF- 2014R1A6A4A04058169)의 연구결과로 향후 다양한 전이금속 칼코겐 화합물에 형상별(1T, 2H) 대면적 합성에도 적용 가능할 것으로 기대된다. 이번 연구는 나노 및 마이크로 과학 분야 국제학술지 ‘스몰(Small)' (IF:10.856, JCR 상위 10%이내)의 2월 13일자 표지논문으로 게재되었다. 중앙일보 https://news.joins.com/article/23711309 대학저널 http://www.dhnews.co.kr/news/articleView.html?idxno=118918 베리티스 알파 http://www.veritas-a.com/news/articleView.html?idxno=313552
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- 작성일 2021-09-28
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- 플라즈마를 이용한 대면적 박막형 이황화몰 리브데넘-그래핀 이종구조 제작
- 성균관대 김태성 교수 공동 연구팀, 플라즈마를 이용한 대면적 박막형 이황화몰 리브데넘-그래핀 이종구조 제작 - 11월 15일 ‘Applied Surface Science’(IF : 4.44)지 논문 게재 - 공과대학 기계공학부의 김태성 교수 연구팀(제1저자 김형우 연구원)이 아주대학교 이재현 교수연구팀과 공동으로 ‘대면적의 이황화몰리브데넘-그래핀(MoS2-Graphene) 이종접합구조의 저온 합성’원천 기술을 세계 최초로 개발했다고 밝혔다. 해당 연구는 꿈의 신소재로 불리는 그래핀과 차세대 반도체 소재로 관심을 모으고 있는 이황화몰리브데늄으로 이루어진 2차원 이종접합 소재의 대면적 합성 기술을 개발, 2차원 소재의 상용화에 새로운 전기를 마련한 데 의의가 있다. 성균관대 연구팀은 지난 2015년도에 이황화몰리브데넘을 플라스틱 기판위에 대면적으로 합성하여 학계 및 산업계에서 큰 주목을 받은 바 있으며 그 기술을 이번 2차원 이종접합구조 합성 연구에 적용하였다. 2차원 이종구조 (2D heterostructure)는 서로 다른 물리적 성질을 가진 원자층 두께의 2차원 물질들을 반데르발스 인력으로 결합시킨 층상 구조로 기존 소재의 장점을 극대화 할 수 있으며 새로운 물리적, 화학적 특성을 유도할 수 있어 현재의 전자소자의 한계를 극복하는데 중추적인 역할을 할 수 있는 신소재로 많은 관심을 받고 있다. 하지만, 대부분의 이황화몰리브데넘-그래핀 이종접합 구조의 구현 방법이 물리적 박리 또는 고온의 합성공법에 국한되어 있는 등 소재의 상용화에 많은 걸림돌이 존재하였다. 본 연구팀은 그래핀 위에 증착된 몰르브데넘에 플라즈마 기술을 이용 300도의 낮은 온도에서 황화처리하여 4인치 대면적 기판위에 높은 균일도를 가진 이황화몰리브데넘-그래핀 이종접합 구조를 제작하였다. 저온 공정을 통해 원하는 기판위에 직성장이 가능하기 때문에 대량생산도 가능하다는 장점을 가지고 있다. 이번 연구결과 논문은 2018년 11월 15일 국제학술지인 ‘Applied Surface Science’(IF: 4.44, JCR 상위 5%이내, Materials science, coating&films 분야 1위 저널)에 게재되었다. 본 과제는 한국연구재단에서 지원하는 중견 연구(NRF- 2017R1A2B3011222), 대통령 포스트닥터 펠로우쉽(NRF- 2014R1A6A4A04058169), 그리고 개인 기초연구지원사업(NRF- 2018R1D1A1B07040292)의 연구결과로 향후 다양한 종류의 이차원 물질의 대면적 이종구조의 적용 및 상용화에 기여할 것으로 기대된다. <김태성 교수(교신저자), 이재현 교수(공동교신저자), 김형우 연구원(제1저자)> -성균관대 https://www.skku.edu/skku/campus/skk_comm/news.do?mode=view&articleNo=68359 -아시아투데이 http://www.asiatoday.co.kr/view.php?key=20181204010001881 -베라티스알파 http://www.veritas-a.com/news/articleView.html?idxno=136498 -유교신문 http://www.cfnews.kr/coding/news.aspx/1/1/17772#.XAYPtmgzaUk -아시아타임즈 http://www.asiatime.co.kr/news/articleView.html?idxno=215475
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- 작성일 2021-09-28
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- 연구실 2018-1학기 포스터
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- 작성일 2021-09-28
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