관련 통계자료 다운로드 카드뮴셀레나이드 핵입자의 망간 도핑 및 나노리본 형성과정 모식도
지난 10년간 나노기술 분야에서 풀리지 않는 숙제로 남아 있던 ‘반도체 나노결정 도핑 기술’이 국내 연구진에 의해 처음 개발됐다. 우리나라가 차세대 나노 반도체 공정 기술을 주도, 반도체 기술 강국으로서의 명성을 이어나갈 수 있는 길이 열렸다.
교육과학기술부와 한국연구재단(이사장 박찬모)은 현택환(44세) 서울대 교수와 유정호 연구원이 ‘반도체 나노결정을 핵 형성 과정에서부터 효율적으로 도핑할 수 있는 기술 개발’에 성공했다고 15일 밝혔다.
현택환 교수 연구팀은 ‘반도체(CdSe·카드뮴 셀레나이드,)’ 나노결정 성장 과정 중에서, 나노입자보다 더 작은 ’핵‘ 형성과정을 화학적으로 제어하면 망간 이온으로 반도체 나노결정을 10% 이상 더 효율적으로 많이 도핑할 수 있다는 새로운 사실을 발견했다. 도핑된 핵입자들은 자기조립 과정을 통해 나노리본을 만들게 되는데 이 나노리본은 차세대 나노소자에 이용될 수 있을 것으로 기대된다. 또한 망간 이온이 도핑된 카드뮴 셀레나이드 나노선은 전기 및 광학적으로 제어 가능한 자성반도체 분야의 활용도가 매우 높다.
학계에서는 지난 10년간 반도체 나노 결정과 관련된 제조공정·LED·태양전지·메모리 소자 등 다양한 분야의 산업화에 관한 연구가 전 세계적으로 진행됐지만 반도체 나노결정 도핑 기술은 나노결정이라는 매우 작은 크기와 안정성 등으로 인해 도핑이 매우 어렵다고 인식해왔다.
도핑이란 불순물을 의도적으로 주입해 물질의 전기적·광학적·자기적 성질을 조절하는 것으로 반도체 산업의 핵심 기반공정이다.
현택환 교수는 “이번 연구결과는 반도체 나노결정의 도핑 과정을 근원에서부터 제어할 수 있는 신기술 개발로, 나노반도체 산업의 발전 가능성과 자성반도체 응용 가능성을 높였다는데 큰 의미가 있다”고 밝혔다.
김유경기자 yukyung@etnews.co.kr