호서대 최운섭 교수, 2차원 소재 합성해 원자층 형성 기술개발

최운섭 교수 *재판매 및 DB 금지

[아산=뉴시스] 이종익 기자 = 충남 아산의 호서대학교 전자 및 디스플레이공학부 최운섭 교수팀이 반도체와 디스플레이산업의 최신 기술인 2차원 소재를 대면적으로 합성해 원자층을 형성하는 기술을 개발했다고 18일 밝혔다.

호서대에 따르면 기존의 2차원 소재를 합성하는 방법은 석영관에 황을 첨가해 고온으로 반응시키는 화학기상증착(CVD)을 이용한 방법이 가장 많이 사용되고 있다.

이 경우 2차원 소재 내 황 성분과 원자층 두께를 조절하기 어렵고, 패턴형성을 위한 추가적인 후공정이 필요하다.

최 교수 연구팀은 2차원 소재의 수용성 전구체와 황을 첨가해 새로운 용액(sulfur-rich solution)을 만들고, 이것으로 박막을 형성시킨 후 이 박막을 열처리에 의해 2차원 소재로 변환하는데 성공한 것이다. 이때 용매로 물을 사용해 친환경적인 공정이 가능하다는 것이 호서대의 설명이다.

이번 연구는 2차원 소재를 용액공정으로 원자층 두께를 다양하게 조절하며 합성할 수 있고, 4인치 이상의 대면적으로도 제작될 수 있음을 증명했다.

연구책임자인 최운섭 교수는 "차원 소재를 합성하는 방법으로 기존 CVD를 사용하지 않고 수용성인 전구체를 사용해 2차원 소재를 대면적으로 합성하는 기술을 최초로 개발한 것"이라며 "기존 기술로는 불가능한 프린팅 기술을 2차원 소재에 적용해 다양한 원자층으로 형성하고 트랜지스터에 적용해 우수한 전기적 특성을 확보한 것이 핵심"이라고 설명했다.

이어 "기존 2차원 소재를 이용한 전자소자로서 트랜지스터의 제작시에는 금(Au) 등의 고가의 전극소재를 사용했으나 본연구는 알루미늄(Al)을 사용하여 상대적으로 저가의 공정으로 우수한 전기적인 특성을 확보했다"고 덧붙였다.

연구 결과는 2차원 소재의 친환경 공정 개발과 전자소자로의 응용 연구에 새로운 지평을 열 수 있는 와해성 기술로서 향후 대한민국의 반도체와 디스플레이산업에 초석이 될 것으로 기대됐다.

한국연구재단의 지원으로 수행된 이번 연구는 공학재료분야의 JCR 상위 저널이자 네이처 자매지(npj 2D Materials and Applications) 온라인판에 9월11일자로 게재됐다.

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