반도체 소자에 실리콘 대체할 물질 찾았다
‘흑린’ 전자이동도가 가장 커 웨어러블 기기 시장서 ‘주목’ 대면적 합성기술 개발이 열쇠
2015-07-30 나운규 기자
미래형 웨어러블 전자기기나 투명 디스플레이 구현을 위해 세계 각국에서 휘어지고 늘어나면서도 뛰어난 성능을 지닌 전자소자를 개발키 위한 연구가 치열한 가운데 최근 실리콘을 대체할 전자소자로 흑린이 주목받고 있다.
흑린은 인 원소로 구성된 2차원 층 구조를 갖고 있는 물질로, 두께가 원자 한 층에 불과하다. 그동안 흑린을 박막으로 변환해 반도체 소자에 적용하려는 연구가 진행됐지만, 공기와의 반응 속도가 너무 빠르고 성질이 불안정해 반도체 소자로 사용하는 데에는 한계가 있었다.
또 흑린의 박막 두께가 두꺼워지면 전자 제어(N형)뿐만 아니라 정공 제어(P형)도 가능한 N-P 접합형 반도체를 구현할 수 있음을 증명했다. 접합 금속과 두께 제어를 통해 N형, P형 운반자를 갖는 반도체 박막으로 사용할 수 있음을 처음으로 증명한 것이다.
이영희 단장은 “실리콘처럼 아주 흔한 물질인 흑린을 새로운 2차원 나노물질 박막소재로 쓸 수 있음을 보여줬다”며 “앞으로 대면적 합성 기술 개발이 실용화의 관건이 될 것”이라고 말했다.
나운규 기자 sendme@cctoday.co.kr