신소재 전자기판 개발 성공, THz급 전자소자 상용화 기대
기초과학연구원(IBS) 나노구조물리연구단은 동국대 김기강 교수 연구팀, 한국과학기술연구원(KIST) 김수민 박사 연구팀, MIT EECS Jing Kong 교수 등과 공동으로, 전자소재·소자의 성능을 손실 없이 구현할 수 있는 대면적 2차원 절연체 기판을 개발하는 데 성공했다고 28일 밝혔다. 전기회로와 반도체 제작에 널리 쓰이는 산화물 절연체 기판은 기판과 소재 사이의 강한 상호작용으로 인해, 소재가 가진 고유 성능이 저하되는 문제를 안고 있다.
이에 연구팀은 이 같은 문제점을 해결키 위해 신물질인 ‘보론 나이트라이드’(이하 h-BN)를 활용했다. h-BN는 소재·소자의 성능을 온전히 유지 시킬 수 있어 주목받고 있지만, 대면적·고결정성 구현이 어렵다는 단점을 갖고 있다.
연구팀은 h-BN의 대면적·고결정 추출법을 고안해 세계 최초로 상용화가 가능한 대면적 크기의 h-BN 박막을 개발했다. 기존 구리 기판을 대신해 철 기판을 사용해 두꺼우면서 면적이 넓고 결정성이 높은 h-BN 박막을 만들었다. 또 h-BN 기판에 다수의 이차원 전자 소재를 적용, 소재의 성능을 높이는 데 성공했다.
김수민 KIST 박사는 “전자소자 연구의 최대 난제를 해결할 수 있는 이상적인 소재의 대면적화를 제시했다”며 “테라헤르츠(THz)급 전자소자 산업의 빠른 상용화를 이끌 기반을 마련할 것”이라고 말했다.
나운규 기자 sendme@cctoday.co.kr