이 기사를 공유합니다

국내 연구진이 전기가 통하지 않는 절연체 물질에 부분적으로만 전기가 통할 수 있게 만든 새로운 기능성 소자를 개발했다. 공정이 단순해지고 제조비용 역시 절감돼 반도체 소자의 소형화에 기여할 것으로 기대되고 있다.

기초과학연구원(IBS) 다차원 탄소재료 연구단 이종훈 그룹리더(UNIST 교수·사진) 연구팀은 대표적인 2차원 절연체 물질인 육방정계 질화붕소(hBN)를 층층이 쌓아올린 물질의 경계에서 머리카락보다 백만 배 얇은 1.5nm 두께의 전도 채널을 발견했다고 8일 밝혔다. 
이번 연구는 울산과학기술원(UNIST), 세종대, 싱가폴 난양공대 연구진과 공동으로 진행했다. 

연구팀은 hBN를 화학기상증착법을 이용해 전도 채널의 존재를 밝혀냈다. 질화붕소는 육각형 모양으로 각 꼭지점에는 붕소와 질소가 자리한다. 이를 붕소와 질소가 같은 곳에 위치해 정확히 겹쳐놓은 구조를 AA적층이라고 하고, 서로 겹쳐 엇갈린 형태를 AB적층이라하는데 이 구조가 맞닿은 경계면에서 전자의 통로에서 발견한 것이다. 또한 연구팀은 원자분해능 투과전자현미경(TEM)과 이미지 시뮬레이션 분석을 통해 이 통로의 정확한 형태를 파악했다.

연구팀은 이번 발견을 유연소자, 투명소자 등 차세대 전자소자에 무궁무진하게 응용할 수 있을 것으로 봤다.

이종훈 그룹리더는 "그간 2차원 전자소자 분야에서 hBN은 그래핀이라는 주인공을 돋보이게 하는 조연 역할을 해왔다"며 "hBN이 부도체이자 도체로 역할 할 수 있음을 규명한 만큼 향후 hBN 단일전자소자 등으로 응용 범위를 무한히 넓혀갈 수 있을 것"이라고 말했다.
이번 연구 결과는 7일(현지시간) 사이언스 어드밴시스에 게재됐다. 하주화기자 jhh0406@

저작권자 © 울산신문 무단전재 및 재배포 금지