성대 연구팀, 반도체서 도체로 변하는 신소재 개발

성균관대 양희준 에너지과학과 교수

성균관대학교는 양희준 에너지과학과 교수 연구팀이 2년 만에 온도 변화에 따라 반도체에서 도체로 자유롭게 변하는 신소재 개발에 세계 최초로 성공했다고 6일 밝혔다.

이 물질은 2차원 층상구조를 지닌 다이텔레륨 몰리브데늄(MoTe2)으로 15도(℃) 정도의 상온에서는 반도체 상태였다가 500℃이상의 열을 가한 후 다시 상온으로 온도를 낮추면 도체 상태로 바뀌는 성질을 가지고 있다.

두께가 성인 머리카락 굵기의 10만분의 1 수준인 0.8nm로 매우 얇고 투명한 게 특징이다.

그동안 반도체 제작을 위해서는 제작공정이 복잡하고 비용도 많이 소요됐으나 이 물질을 활용하면 단일물질만으로도 반도체 소자를 만들 수 있게 돼 제작공정이 크게 단축돼 비용과 시간이 단축될 것으로 연구팀은 예상하고 있다.

연구를 주도한 양희준 교수는 “이 물질은 전기적, 광학적 성질이 뛰어나 투명 디스플레이나 몸에 착용할 수 있는 차세대 전자기기 소재 등 다양한 분야에서 응용할 수 있을 것으로 기대한다”며 “2차원 단일 소재에서 반도체, 금속의 고유한 성질을 제어하고 구현한 최초의 성과”라고 말했다.

이어 “5년 안에 반도체 산업 전반에 응용 가능한 소자를 개발하는 것이 궁극적인 목표”라고 말했다.

이번 연구는 성균관대와 미래창조과학부 산하 기초과학연구원(IBS) 나노구조물리연구단, 카이스트(KAIST)가 공동으로 수행했다.

이 연구결과는 물리학 분야의 세계 최고 권위지인 네이처 피직스(Nature Physics) 5월 4일자(영국시간)에 게재됐다.

앞서 미래부는 지난달 30일 국내 나노분야의 우수 연구 성과가 조기에 산업화될 수 있도록 ‘나노기술 산업화 전략’을 발표한 바 있다.