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슈퍼컴 ‘누리온' P형 산화반도체 후보 소재 찾았다

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슈퍼컴 ‘누리온' P형 산화반도체 후보 소재 찾았다

2019.08.08 15:20
정밀한 시뮬레이션 데이터를 활용한 저분자 화합물 데이터베이스의 신뢰도 향상 연구 개념도. KISTI 제공.
정밀한 시뮬레이션 데이터를 활용한 저분자 화합물 데이터베이스의 신뢰도 향상 연구 개념도. KISTI 제공.

국내 연구진이 지난해 도입된  슈퍼컴퓨터 5호 누리온을 활용해 거의 모든 전자 소자에 필요한 차세대 반도체 후보 물질을 발굴했다.  

 

한국과학기술정보연구원(KISTI)은 8일 한승우 서울대 재료공학부 교수 연구팀이 KISTI 슈퍼컴퓨터 ‘누리온’을 활용해 P형 산화물 반도체 소재 후보 물질을 발굴했다고 8일 밝혔다. 

 

P형 반도체는 태양전지, 광전소자 등 거의 모든 전자소자에 필요한 핵심 소자다. 전자가 지닌 에너지의 허용된 대역을 뜻하는 ‘밴드갭’이 충분하면서 전하 이동이 원활한 P형 산화반도체의 경우 투명 전자소자를 만드는 데 필요하다. 기존 P형 산화반도체는 전하의 흐름이 원활하지 않다는 게 단점이다. 

 

한승우 교수 연구팀은 이런 P형 산화반도체의 단점을 보완하기 위해 슈퍼컴퓨터 ‘누리온’을 활용, 시뮬레이션을 통해 존재 가능한 다수의 P형 반도체 구조의 전기적 특성을 알아냈다. 누리온을 활용한 이유는 P형 반도체의 성능을 분석하려면 필요한 수소 불순물의 에너지를 도출해야 하는데 이 때 대규모 계산이 필요하기 때문이다. 

 

연구팀은 1만7700개 물질을 대상으로 자체 수립한 스크리닝 기법을 도입해 총 156개의 P형 산화반도체 후보군을 도출했다. 이 중 전자전달이 빠르게 일어나면서 충분한 에너지 장벽을 갖는 2개의 후보물질의 구조 안정성을 시뮬레이션을 통해 입증하는 데 성공했다. 

 

염민선 KISTI 슈퍼컴퓨팅응용센터 센터장은 “데이터 기반 과학연구 시대에 데이터와 인공지능을 활용한 연구가 부쩍 늘고 있다”며 “슈퍼컴퓨터를 활용해 대규모 연구데이터를 생산하고 고속으로 처리해 기반 연구가 활성화될 수 있도록 노력할 것”이라고 말했다. 

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