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전이금속 전구체를 유기용매와 반응시켜 화합물을 형성하는 단계;상기 화합물에 칼코겐 전구체를 반응시켜 전이금속-칼코겐 화합물 용액을 형성하는 단계;상기 전이금속-칼코겐 화합물 용액을 기판 상에 코팅한 전이금속-칼코겐 박막을 열처리하는 단계; 및 상기 열처리된 전이금속-칼코겐 박막을 결정화하는 단계;를 포함하는, 공극 도입된 전이금속 디칼코게나이드의 제조방법
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제1항에 있어서,상기 전이금속 전구체는, 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 니오븀(Nb), 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti), 바나듐(V), 지르코늄(Zr), 하프늄(Hf), 레늄(Re), 코발트(Co), 니켈(Ni), 로듐(Rh), 팔라듐(Pd), 이리듐(Ir) 및 백금(Pt)으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나의 전이금속 원소를 포함하는 전구체인 것인,공극 도입된 전이금속 디칼코게나이드의 제조방법
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제1항에 있어서,상기 유기용매는, 테트라하이드로퓨란(tetrahydrofuran; THF), 1,3-디옥솔란, 1,4-디옥산, 톨루엔, 헥산, 벤젠, 아세토니트릴, 메탄, 에틸렌, 아세틸렌, 메틸아세틸렌, 비닐아세틸렌, 에탄올, 메탄올, 프로판올, 아세톤, 자일렌, 클로로포름, 에틸아세트산, 디에틸에테르, 폴리에틸렌글리콜, 에틸포르메이트, 메시틸렌, 디메틸포름아마이드(DMF), 디클로로메탄, 사염화탄소 및 펜탄으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나를 포함하는 것인,공극 도입된 전이금속 디칼코게나이드의 제조방법
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제1항에 있어서,상기 칼코겐 전구체는, n-도데실메르캅탄(n-dodecylmercaptan), tert-도데실메르캅탄(tert-dodecylmercaptan), n-테트라데실메르캅탄(n-tetradecylmercaptan) 및 tert-테트라데실메르캅탄(tert-tetradecylmercaptan)으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나를 포함하는 것인,공극 도입된 전이금속 디칼코게나이드의 제조방법
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제1항에 있어서,상기 전이금속-칼코겐 화합물 용액을 형성하는 단계는, 배위자 교환 방법을 통해 상기 칼코겐 전구체 및 상기 전이금속의 중심원자(central atom)를 결합시키는 것인,공극 도입된 전이금속 디칼코게나이드의 제조방법
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제5항에 있어서,상기 배위자 교환(ligand exchange) 방법을 통해 상기 칼코겐에 공극을 도입하는 것인, 공극 도입된 전이금속 디칼코게나이드의 제조방법
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제1항에 있어서,상기 칼코겐 전구체 및 상기 전이금속 전구체의 비율은, 상기 칼코겐/전이금속의 몰비가 1 내지 20이 되도록 조절하는 것인, 공극 도입된 전이금속 디칼코게나이드의 제조방법
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제7항에 있어서,상기 칼코겐/전이금속의 몰비가 1 내지 4인 경우 고-공극(high-vacancy) 전이금속 디칼코게나이드가 형성되고,상기 칼코겐/전이금속의 몰비가 5 내지 10인 경우 중-공극(midium-vacancy) 전이금속 디칼코게나이드가 형성되고,상기 칼코겐/전이금속의 몰비가 11 내지 20인 경우 저-공극(low-vacancy) 전이금속 디칼코게나이드가 형성되는 것인, 공극 도입된 전이금속 디칼코게나이드의 제조방법
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제1항에 있어서,상기 코팅은, 스핀코팅, 딥코팅, 롤코팅, 스핀 캐스팅, 흐름코팅, 분무코팅, 스크린 코팅, 스크린 인쇄, 잉크젯 및 드롭캐스팅으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나의 방법을 포함하는 것인,공극 도입된 전이금속 디칼코게나이드의 제조방법
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제1항에 있어서,상기 전이금속-칼코겐 박막을 열처리하는 단계는, 상기 칼코겐 전구체의 탄소 꼬리(carbon tail)를 제거하는 것인, 공극 도입된 전이금속 디칼코게나이드의 제조방법
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제1항에 있어서,상기 전이금속-칼코겐 박막을 열처리하는 단계는, 불활성 조건 하에서 100 ℃ 내지 500 ℃ 온도 범위 및 10 분 내지 3 시간 동안 열처리하는 것인, 공극 도입된 전이금속 디칼코게나이드의 제조방법
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제1항에 있어서,상기 열처리된 전이금속-칼코겐 박막을 결정화하는 단계는, 불활성 조건 하에서 300 ℃ 내지 800 ℃ 온도 범위 및 30 분 내지 5 시간 동안 결정화하는 것인, 공극 도입된 전이금속 디칼코게나이드의 제조방법
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제1항에 있어서,상기 열처리된 전이금속-칼코겐 박막을 결정화하여 제조된 공극 도입된 전이금속 디칼코게나이드는, MoS2, MoSe2, MoTe2, WS2, WSe2, TiS2, VS2, CrS2, MnS2, FeS2, NiS2, ZrS2, TiSe2, VSe2, CrSe2, MnSe2, FeSe2, NiSe2, ZrSe2, TiTe2, VTe2, CrTe2, MnTe2, FeTe2, NiTe2 및 ZrTe2으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나를 포함하는 것인,공극 도입된 전이금속 디칼코게나이드의 제조방법
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제13항에 있어서,상기 전이금속 디칼코게나이드는, 4-inch 웨이퍼 기판 상에서 1 nm 내지 5 nm 두께로 합성된 것인, 공극 도입된 전이금속 디칼코게나이드의 제조방법
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제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 공극 도입된 전이금속 디칼코게나이드의 제조방법에 의해 제조된 공극 도입된 전이금속 디칼코게나이드
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제15항에 있어서,상기 전이금속 디칼코게나이드 격자 내 칼코겐 공극 도입을 통해 전이금속 디칼코게나이드의 도핑 농도 및 전이금속 디칼코게나이드의 고유한 내재적 특성 (intrinsic property)을 조절하는 것인, 공극 도입된 전이금속 디칼코게나이드
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제15항의 공극 도입된 전이금속 디칼코게나이드를 포함하는 수소발생반응(hydrogen evolution reaction; HER) 촉매
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제17항에 있어서,1,000 cycle 및 연속적인 50 시간 측정 조건에서 수소발생반응의 성능을 유지하는 것인,수소발생반응 촉매
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