그동안 수수께끼로 남아있던 게르마늄-실리콘 나노선의 양전하 생성 원인과 산란과정이 국내 연구진에 의해 규명됐다.
KAIST 물리학과 장기주 교수는 KAIST 박지상·류병기 연구원, 연세대 문창연 박사와 공동으로 게르마늄-실리콘 나노선에서 불순물 도핑 없이도 양전하가 생성되는 원인을 처음 규명했다고 30일 밝혔다.
반도체를 소자로 이용하기 위해서는 전류 흐름의 조절이 가능해야 하는데, 이를 위한 방법이 바로 불순물 도핑이다. 그러나 게르마늄-실리콘 나노선의 경우는 불순물 도핑 없이도 전류가 흘러, 그 원인을 규명하기 위한 노력이 반도체 분야에서 꾸준히 이루어져 왔다.
연구진은 나노선의 둘레에 위치한 실리콘 영역의 전자가 중앙에 위치한 게르마늄 영역으로 이동하면서 전류가 생성된다는 것을 규명했다. 게르마늄 영역이 모두 음전하로 가득차 있다면 실리콘 영역의 양전하가 이동하지 못하지만 일부 비어있는 홀(정공)이 있어 가능했다는 것.
이 연구 결과는 나노과학기술 분야 최고 권위지인 ‘나노 레터스’ 온라인판에 최근 게재됐다.
장기주 교수는 “반도체 기술이 소형화의 한계에 직면하면서 탄소나노튜브, 그래핀, 반도체 나노선 등 나노 소재를 이용한 새로운 반도체 소자 연구가 널리 이루어지고 있다”며 “특히 실리콘 및 게르마늄 나노선은 기존 반도체 기술과 접목이 가능하기 때문에 주목하고 있다”고 말했다.
대전=박희범기자 hbpark@etnews.co.kr