[더테크 뉴스] 국내 연구진이 실리콘을 대체할 차세대 반도체 소재를 합성하는 기술을 개발했다.

UNIST(울산과학기술원)는 박혜성 교수팀과 성균관대학교 강주훈 교수팀이 원자 배열의 규칙성이 우수한 이른바 '결정성'을 높인 전이금속 칼코겐 화합물을 합성하는 기술을 개발했다고 8일 밝혔다.  

연구팀은 고체 원료만을 이용하던 기존 방식과 달리 액상 원료와 고체 원료를 함께 쓰는 방식으로 결정성(원자 배열의 규칙성)이 우수한 전이금속 칼코겐(chalcogen) 화합물을 합성하는 데 성공했다.

연구팀은 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.

연구진은 합성된 반도체 박막을 이용해 반도체 소자를 제작하는 데도 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 고성능ㆍ동일품질 2차원 반도체 소재를 생산 할 수 있는 기술 "이라며 "2차원 소재 기반 전자소자 개발 및 상용화에 기여할 수 있을 것"이라고 말했다. 

연구 결과는 나노·재료 분야 국제 학술지인 '에이시에스 나노'(ACS Nano)에 2월 23일 자로 출판됐다.