국립금오공과대학교는 신소재공학부 4학년 최선연·석사과정 김선우 학생(지도교수 김현호)이 새로운 이차원 반도체 물질 합성 및 트랜지스터 소자제작 기술을 개발했다고 21일 밝혔다. 연구논문은 최근 재료 분야 SCI급 국제학술지 '어드벤스드 펑셔널 머티리얼즈(Advanced Functional Materials)' 온라인에 게재됐다. 오프라인에는 12월에서 1월중 게재될 예정이다.
연구팀은 야누스(Janus) 구조를 가진 전이금속 칼코겐화합물(TMDC)인 'Janus MoSSe'에 대한 연구를 진행했다. 'TMDC'는 이차원 소재 가운데 전이금속 원소 하나를 기준으로 위아래에 칼코겐족 원소 두 개가 위치해 대칭적인 구조를 하고 있다. 하지만 'Janus TMDC'는 서로 다른 칼코겐족 원소 두 개가 비대칭적 구조다.
'Janus MoSSe'는 쌍극자 모멘트가 존재해 극성 용매에 의한 박리와 수분 흡착에는 취약한 특징 때문에 반도체 소자제작 공정에 활용하기에는 어려움이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 연구팀은 'Janus MoSSe' 하단 및 상단에 절연 재료(h-BN)를 사용, 반 데르 발스 이종 구조를 기반으로 하는 전계 효과 트랜지스터를 제작했다.
최선연 학생은 “처음 연구를 시작할 때 Janus MoSSe를 기반으로 한 소자제작에 어려움을 있었지만 Janus MoSSe 물질이 가진 독특한 특성을 이해하고 관련 문제를 해결하며 많은 것을 배우게 됐다”며 “앞으로 다양한 연구를 통해 반도체소자 분야 전문가가 되고 싶다”고 말했다.
한편, 이번 연구는 금오공대 신소재공학부 저차원 나노소재 및 반도체소자 연구실(지도교수 김현호) 주도로 수행됐다. 교육부 4단계 BK21사업, 과학기술정보통신부 우수신진연구, 미래기술연구실 등의 지원을 받았다.
정재훈 기자 jhoon@etnews.com
