The past two decades have been marked by the rapid progress in the field of two-dimensional materials. Among them, $MoS_2$ (molybdenum disulfide) has become the center of attraction owing to its remarkable electrical properties, such as excellent carrier mobility and a high on/off ratio. However, the absence of dangling bonds and rapid chemisorption of unwanted species on its surface has limited its utilization. In this thesis, we have proposed a passivation layer made of a metal-organic framework, namely Cu-Zntpyp (Copper-Zinc 5,10,15,20-tetra(4-pyridyl)-21H,23H-porphrine) which acts as an optical window towards $MoS_2$ and protects it from damage caused by adsorbed gases leading to improvement in its photo-switching behavior. Moreover, Cu-Zntpyp also acts as a template for the accessorization of $MoS_2$, which inherently has no dangling bonds. Our results have shown the successful functionalization of the fluorescent dye, eosin Y disodium salt to the Cu-Zntpyp/MOF hybrid opening a new paradigm for the surface modification of otherwise passive two-dimensional materials.
지난 20년 동안 2차원 재료 분야의 급속한 발전이 이루어졌다. 그 중에서도 $MoS_2$(이황화몰리브덴)는 높은 전하 이동도 및 온/오프 비율과 같은 우수한 전기적 특성으로 인해 주목을 받고 있다. 그러나 불포화 결합의 부재나 주변으로부터 오염 물질의 빠른 화학 흡착으로 인해 실제 적용에 어려움이 있다. 이 논문에서 우리는 $MoS_2$를 향한 광학 창으로서의 역할을 하면서 동시에 흡착된 가스로 인한 손상을 방지하여 광 스위칭 동작을 개선시킬 수 있는 Cu-Zntpyp (Copper-Zinc 5,10,15,20-tetra (4-pyridyl) -21H, 23H-porphrine) MOF(metal-organic framework) 패시베이션 층을 제안하려고 한다. 또한 Cu-Zntpyp는 불포화 결합이 없는 $MoS_2$의 기능화를 위한 템플릿으로서의 역할도 한다. 그 결과 형광 염료나 에오신 Y 이염의 기능화를 성공적으로 달성함으로써 표면 개질을 위한 새로운 패러다임을 열어주고 2차원 물질을 패시베이션 할 수 있다.