본 발명은 칼코겐화물의 양이온 치환을 통해 소자의 임계 전압을 조절하는 방법으로서, (a) 양이온 치환된 칼코겐화물의 원자 구조를 SQS (Special Quasi-random Structure) 방법으로 모델링하는 단계; (b) APCF (Atomic Pair Correlation Function)를 계산하여 상기 모델링한 원자 구조에서 양이온 치환이 균질하게 이루어지는지 확인하는 단계; (c) 혼합 깁스 프리에너지 (Gibbs free energy of mixing)을 계산하여 양이온 치환이 열역학적으로 용이한지를 확인하는 단계; (d) 칼코겐화물의 양이온 치환 조성에 따른 밴드 갭(band gap)을 계산하는 단계; 및 (e) 밴드 갭에 따른 임계 전압(Vth)을 도출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면 열역학적으로 안정한 선택 소자용 칼코겐화물 소재의 설계법을 제공함과 동시에 소재의 전자 구조를 정량적으로 변조함으로서 선택 소자에서의 임계 전압을 체계적으로 변조할 수 있다.