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UNIST-성균관대 연구진, 차세대 반도체 소재 합성 기술 개발촉진제로 2차원 반도체 소재 결정성 높여…트랜지스터(반도체 소자)로 우수한 전기적 특성 입증
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  ▲ UNIST 박혜성 교수. 울산과학기술원 제공.  
 
   
 
  ▲ 성균관대학교 강주훈 교수. 울산과학기술원 제공.  
 
   
 
  ▲ 공동 제1저자인 김민성 연구원(왼쪽)과 서지형 연구원. 울산과학기술원 제공.  
 
   
 
  ▲ 액체 전구체와 촉진제를 이용한 2차원 반도체 합성 모식도. 울산과학기술원 제공.  
 

국내 연구진이 2차원 반도체 소재(원자 두께로 얇은 소재)를 넓고 고르게 성장시키는 기술을 개발했다. 실리콘을 대체할 차세대 반도체 소재 상용화가 크게 앞당겨질 전망이다.

울산과학기술원(UNIST)은 UNIST 박혜성 교수팀과 성균관대학교 강주훈 교수팀이 고체 원료만을 이용하던 기존 방식과 달리 액상 원료와 고체 원료를 함께 쓰는 방식으로 결정성(원자 배열의 규칙성)이 우수한 전이금속 칼코겐 화합물을 합성하는 기술을 개발했다고 8일 밝혔다.


전이금속 칼코켄 화합물 차세대 반도체 소재로 주목받고 있지만 대면적 합성이 까다롭다. 고온에서 증기로 변한 고체 전구체(원료)로 합성하는 방식은 증기 농도가 불규칙해 동일한 품질의 박막을 여러 개 얻기 힘들고, 합성 가능한 크기도 한계가 있다. 이 때문에 액체 원료(액상 전구체)를 이용한 방식이 주목을 받고 있지만 액체 원료를 쓸 경우 합성된 소재의 결정성과 같은 품질이 떨어지는 문제가 있다

연구진은 액상 전이금속 원료를 기판위에 코팅해 증기 상태 칼코겐 원소와 반응 하도록 하는 방식을 썼다. 액상 원료 속 반응 촉진제(금속 할라이드)가 ‘칼코겐화’(chalcogenization) 화학 반응을 촉진해 결정성이 우수한 화합물을 쉽게 얻는다. 또 촉진제를 쓰면 화합물이 수직방향이 아닌 수평 방향으로만 성장해 하나의 얇은 층으로만 이뤄진 전이금속 칼코겐 화합물 합성이 가능하다.

개발된 합성법은 전이금속 칼코겐 화합물의 종류에 관계없이 쓸 수 있다. 연구팀은 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W)과 같은 전이금속과 황(S), 셀레늄(Se)과 같은 칼코겐 원소 조합을 바꿔 다양한 단층 전이금속 칼코겐 화합물을 합성해냈다.

연구진은 또 합성된 반도체 박막을 이용해 반도체 소자를 제작하는데도 성공했다. 이셀레늄화몰리브덴(MoSe2) 박막으로 전계효과 트랜지스터(transistor)를 제작하고, 박막이 갖는 우수한 전기적 특성(전자이동도)을 확인했다.

박혜성 교수는 “개발된 합성법은 상업화 가능한 큰 크기의 고성능·동일품질 2차원 반도체 소재를 생산 할 수 있는 기술”이라며 “2차원 소재 기반 전자소자 개발 및 상용화에 기여할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.

한국연구재단 중견연구자지원사업·기초연구실지원사업 지원을 통해 이뤄진 이번 연구는 나노·재료 분야의 권위 학술지인 ‘에이시에스 나노’(ACS Nano) 2월 23일자로 출판됐다.


<저작권자 © 울산매일, 무단 전재 및 재배포 금지>  저작권 문의

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댓글 (200자평) 4
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  • macmaca 2021-03-09 00:17:04

    럼 역사와 전통이 있는 대학들과, 2차대전후의 강대국중 하나인 미국 하버드의 역사는 앞으로도 유지될것입니다.물론 MIT나 스탠포드처럼 미국 동부의 유서깊은 아이비리그 대학(미국은 영국과의 독립전쟁을 거친 공식 과정이 있어서, 미국 기준이 미국인들에게 인정됨)이 아니라도 하버드를 능가하는 평가를 받는 경우도 있습니다.

    http://blog.daum.net/macmaca/3154   삭제

    • macmaca 2021-03-09 00:16:13

      변하지 않더군요. 세계종교 유교와 로마 가톨릭도 그렇습니다.교황성하의 신성성도 변하지 않더군요. 과거와 마찬가지로 앞으로도 교과서 교육은 거의 변할 사유가 없을것입니다.한국에서는 Royal성균관대(한국 최고대), Royal 서강대(세계사의 교황 윤허반영, 국제관습법상 성대 다음 Royal대 예우)학부 나오면 취업률과 유지취업률이 가장 좋은 자료도 있습니다.베이징대, 볼로냐.파리대같은 세계사 교과서 자격을 승계하였거나, 동일대학名가진 대학들 말고,독일 하이델베르크,영국 옥스포드,스페인 살라망카,포르투갈 코임브라,오스트리아 빈대학처럼   삭제

      • macmaca 2021-03-09 00:15:03

        성균관을 승계한 해방이후의 한국 최고(最古,最高)대학 성균관대. 성균관은 왕족.양반(평민도 입학가능한 성균관이 맞기는 맞음)이 공부하던 대학이었습니다. 해방이후는 성균관대 입학.졸업생의 경우, 고구려 태학.고려 국자감.조선 성균관에서 공부한 사람처럼 유학.유교.성균관대에 공헌.헌신하면서 일정절차를 거치면 대과에 합격한 사람처럼 왕족.양반신분 유생이 될 수 있는 민주공화국 체제로 바뀌었습니다.

        대중언론에서 어떻게 평가해도, 국사 성균관(성균관대), 한나라 태학.이후의 국자감(베이징대로 승계), 볼로냐.파리대학의 교과서 자격은 변하지   삭제

        • macmaca 2021-03-09 00:11:47

          신생 과학기술계 대학들도, 대한민국의 과학발전을 위해, 기여해야 합니다. 앞으로도 꾸준한 연구 바랍니다. 최근 세계 대학평가에서 영.미계 대학들의 선두권 진입은 대중언론을 통한 새로운 가능성을 보여주는 도전적 실험정신으로 보여집니다. 그런데, 한국은 서유럽과 마찬가지로 聖學(유학)을 발판으로 유교 경전,외국어(漢字),문학,역사,철학,법학(성균관에서 경국대전도 배워야 했음) 위주의 교육을 해온 수천년 유교국입니다. 한나라때 동아시아(중국,한국,베트남,몽고)에 성립된 동아시아 세계종교 유교국의 일원인 한국. 조선.대한제국 유일무이 최고   삭제

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