국내 연구진이 저비용의 나노소재 계면 결함 제어법 개발에 성공했다. 각종 전자기기의 성능 한계를 극복할 수 있는 길이 열린 것이다.
국립 경상대학교(GNU) 공과대학 나노·신소재공학부(세라믹공학 전공) 박준홍 교수 연구팀은 성균관대 에너지과학과 정문석 교수 연구팀과 공동으로 원자층 두께의 전이금속 칼로겐 화합물 표면의 화학적 특성을 제어하는 새로운 방법을 제시했다.
이차원 반도체인 전이금속 칼로겐 화합물은 실리콘 반도체를 대체할 차세대 반도체 물질로 각광받아 왔으나 공기 중에 노출된 표면에서 발생하는 결함들로 인해 소자 성능 저하가 관찰됐다. 이러한 결함은 소자 제작 공정 중에 더욱 두드러져서 특히 소자의 금속 접촉 형성 시 고질적인 문제가 됐다.
최근 이러한 문제점들을 극복하기 위한 다양한 대안들이 제시됐지만 대부분 대면적 공정에 적용되기 어렵거나 복잡한 공정과정이 요구됐다.
연구팀은 간단한 화학공정 후 열처리를 통해 전이금속 칼로겐 화합물 표면에 형성된 산화물 결함이 제거됨을 발견했다.
그 결과 금속접촉 계면 형성 후 소자의 접합저항이 크게 낮아짐과 동시에 옴닉(ohmic) 특성을 확보해 구동 성능을 크게 향상시키는 데에 성공했다. 전체 공정 또한 매우 간단하여 기존 반도체 공정에 저비용으로 적용이 가능하다.
박준홍 교수는 29일 “이번 연구를 통해 저비용 나노소재의 이종 계면을 제어하는 방법을 개발했다”며 “저차원 나노소재의 적용 분야를 크게 넓혀 줄 것으로 기대한다”고 말했다.
이번 연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단의 ‘생애첫연구’ 지원으로 수행됐으며, 연구성과는 나노 재료과학 분야 국제학술지 어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈(Advanced Functional Materials) 20일자에 온라인 게재됐다.
[신아일보] 진주/김종윤 기자
