전이금속 이황화물의 근적외선 광학 특성 및 상변화 활용 가능성

광집적회로의 발전을 위해서는 근적외선(NIR) 광을 효과적으로 제어할 수 있는 다양한 재료의 확보가 필요합니다. 전이금속 칼코겐화물(TMDs)은 가시광 영역 광전자 소자에서 광범위하게 연구되어 왔으나, 이러한 층상 재료의 근적외선 특성은 상대적으로 덜 연구되었습니다. 광학 상수 측정은 TMDs를 근적외선 광소자에 적용하기 위한 가장 기본적인 단계입니다. 본 연구에서는 분광 타원편광법을 이용하여 가시광에서 근적외선 범위에 걸쳐 선택된 황화물 기반 TMDs(MoS₂, TiS_2, 및 ZrS₂ 벌크 결정)의 복소 광학 상수를 측정하였습니다. 투과전자현미경을 통해 확인된 자연 산화막의 존재는 측정된 광학 상수에 큰 영향을 미치며, 실제 광학 상수를 도출하기 위해서는 이를 모델링에 반영해야 함을 확인하였습니다. 또한 밀도 범함수 이론 계산을 통해 실험 결과를 뒷받침하고, 서로 다른 상 간 굴절률 대비가 크게 나타날 수 있음을 예측하였습니다. 더 나아가, 경쟁하는 결정 구조 간 상경계 인접 조성을 갖도록 합금을 설계함으로써 마르텐사이트(즉, 변위형 질서–질서) 전이를 구현할 수 있으며, 이를 통해 TMDs가 광소자용 상변화 재료로 활용될 수 있음을 제안합니다.