주메뉴바로가기.. 본문바로가기

빛 쪼여 박막 반도체 전도도 10만배 끌어 올렸다

카카오스토리 네이버밴드 구글플러스

2018년 09월 14일 00:00 프린트하기

이텔루륨화몰리브덴(MoTe2) 기반 원자층 2차원 반도체 소자의 금 전극 위에 가시광선 영역(초록색)의 레이저를 조사하는 장면을 묘사한 그림. -사진제공 IBS
이텔루륨화몰리브덴(MoTe2) 기반 원자층 2차원 반도체 소자의 금 전극 위에 가시광선 영역(초록색)의 레이저를 조사하는 장면을 묘사한 그림. -사진제공 IBS

차세대 반도체 후보로 꼽히는 ‘2차원 반도체’는 원자 두께의 얇은 반도체로, 둘둘 말리는 디스플레이나 전자기기, 초소형 컴퓨터 등을 실현시키기 위한 필수 소자로 꼽힌다. 하지만 이 반도체를 회로로 만들려면 전기가 통하는 성질인 전도도를 크게 높여야 한다. 기존에는 전도도를 높이기 위해 액체나 기체 상태의 이온을 주입하는 방법이 널리 쓰였는데, 2차원 반도체는 너무 얇아 이 방법을 쓸 수 없었다. 그런데 국내 연구팀이 쉽고 싼 방법으로 2차원 반도체의 전도도를 획기적으로 높일 방법을 발견했다.


서승영 포스텍 신소재공학과 연구원과 염한웅 기초과학연구원(IBS) 원자제어저차원전자계연구단장(국가과학기술자문회의 부의장), 조문호 부연구단장팀은 2차원 반도체에 레이저를 쪼이면 전도도를 최대 10만 배 높일 수 있다는 사실을 발견해 국제학술지 ‘네이처 일렉트로닉스’ 13일자에 발표했다.


반도체는 전자가 많은 n형 반도체와, 반대로 전자의 빈자리(정공)가 많은 p형 반도체로 나뉜다. 서 연구원팀은 이텔루륨화몰리브덴(MoTe2)로 만든 n형 반도체에 초록색에 해당하는 532nm 파장의 레이저 빛을 수 초 쪼였다. 그 결과 반도체 표면에 부분적으로 원자가 빠지는 결함이 생기고, 이 결함으로 공기 중의 산소로부터 정공이 들어가 p형 반도체로 변하는 현상을 확인했다.

 

이텔루륨화몰리브덴(MoTe2) 표면을 원자 수준의 해상도로 갖는 주사터널링현미경(STM)을 통해 관찰한 모습. -사진 제공 IBS
이텔루륨화몰리브덴(MoTe2) 표면을 원자 수준의 해상도로 갖는 주사터널링현미경(STM)을 통해 관찰한 모습. -사진 제공 IBS

연구팀은 빛의 세기나 쪼이는 시간을 조절해 정공의 농도를 조절하는 데에도 성공했다. 전기 전도도는 최대 10만 배까지 높아졌다. 연구팀은 이렇게 만든 공정을 다양한 물질로 된 2차원 반도체에 적용해 트랜지스터와 같은 실제 회로도 만들었다. 


조 부연구단장은 “반도체 물질과 빛에 관한 기초과학 연구가 차세대 반도체 회로 응용 기술로 이어졌다”며 “장기적인 관점에서 획기적인 반도체 원천기술이 될 수 있을 것”이라고 말했다. 
 

카카오스토리 네이버밴드 구글플러스

2018년 09월 14일 00:00 프린트하기

 

혼자보기 아까운 기사
친구들에게 공유해 보세요

네이버밴드 구글플러스

이 기사가 괜찮으셨나요? 메일로 더 많은 기사를 받아보세요!

6 + 10 = 새로고침
###
과학기술과 관련된 분야에서 소개할 만한 재미있는 이야기, 고발 소재 등이 있으면 주저하지 마시고, 알려주세요. 제보하기

관련 태그뉴스