간단한 화학처리로 반도체 특성 안정적으로 제어하는 기술 발견
  
[진주 베타뉴스=박종운기자] 국립 경상대학교(GNU·총장 이상경) 공과대학 나노·신소재공학부(세라믹공학 전공) 박준홍 교수는 재료 및 나노기술 분야의 저명한 국제학술지 '에이시에스 나노(ACS nano)'(IF: 13.709) 최신호에 '화학처리를 이용한 이차원 반도체 소재의 밴드 구조 제어'(Band Structure Engineering of Layered WSe2 via One-Step Chemical Functionalization)라는 제목의 논문을 발표했다.

12일 경상대에 따르면 이 연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단의 '생애첫연구' 지원으로 수행됐으며 박준홍 교수가 제 1저자로 참여해 미국 캘리포니아대학교 샌디에이고캠퍼스(UCSD)와 텍사스대학 오스틴(UT Austin)대학들과 공동연구로 진행한 결과다.

박준홍 교수는 "이번 연구를 통해 저비용의 간단한 화학처리를 통해 반도체 소재의 특성을 안정적으로 제어하는 기술을 발견했다"면서 "이번 연구 결과는 차세대 반도체 후보 물질인 이차원 나노 소재를 기존 반도체 소자 공정에 저비용과 저난이도로 적용하는 데 큰 기반이 될 것"이라고 설명했다.

박준홍 교수에 따르면, 이차원(2D) 소재는 평면적으로는 강한 공유 결합을 이루고 수직방향으로는 반데르 발스 인력에 의해 약한 결합을 가지는 구조로 돼 있어 한 층의 두께가 불과 7옹스트롬에 불과하다.

따라서 기존 규소 반도체의 미세화 기술이 한계에 부닥치면서 차세대 반도체 소재로 각광받고 있다. 또한, 2D 기반 원자층 두께의 반도체를 매우 작은 전압으로 구동이 가능, 이를 이용해 초저전력 소자 제작이 가능해진다고 박 교수는 전했다.

박준홍 교수 연구팀은 이번 연구에서 복잡한 후 공정과 장비의 사용 없이, 간단히 화학 용액 ((NH4)2S)에 이차원 반도체소재인 텅스텐 다이셀레나이드(WSe2) 담갔다 빼는 것만으로도 분자 흡착에 의한 WSe2의 밴드 구조 제어가 가능하다는 것을 발견했다.

연구팀은 화학 처리 후 SH 분자가 WSe2에 흡착됐을 때 밴드 구조 변화를 관찰, 밴드 갭이 감소함과 동시에 정공의 농도가 증가하는 것을 발견했다.

베타뉴스 박종운 (jsj3643@hanmail.net)
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