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아주대, 2차원 계면 전자구름을 이용한 신소재 투명 반도체 개발
서형탁 교수팀 연구 결과
2017년 06월 28일 (수) 13:40:46
   
 

[대학저널 신효송 기자] 아주대학교 신소재공학과 서형탁 교수 연구팀이 절연체인 두 나노결정 산화물을 접합해 전도도 조절이 가능한 투명 전자 신소재를 개발하는데 성공했다.

현재 투명 전자 소재는 인듐주석산화물처럼 여러 성분을 혼합한 복합 산화물이 주로 사용되고 있다. 하지만 복합 산화물 소재는 ▲투명도의 한계 ▲유연 기판 적용에 적합지 않은 고온 공정 수반 ▲자유로운 전도도 조절 등의 어려움이 있어 미래형 디스플레이와 IoT센서에 적용이 쉽지 않다.
 
서 교수팀이 개발한 신소재는 상온에서 형성한 나노결정의 인듐산화물(In2O3) 박막위에 '원자층 증착방식(atomic layer growth, ALD)'으로 알루미늄산화물(Al2O3)을 쌓아올린 적층구조로 돼 있다. 이 적층구조에서 절연체인 두 소재가 맞닿은 두께 5nm이하의 계면 부분에서 전도도가 비약적으로 증가해 전도체가 되는 비전형적인 현상이 일어난다. 계면에서의 전도도는 증착 전의 상태보다 최대 1013배까지 증가하는 것으로 측정됐다.
 
이 외에도 신소재는 100%에 육박하는 완벽한 가시광 투과율과 1년 이상의 공기 중 노출에도 특성 저하가 없어 내구성에도 장점을 가지고 있었다.

서형탁 교수는 "이 신소재는 전도도의 조절이 자유롭고, 투명하고 유연해 전자소자의 핵심 소재로 적용할 수 있다"며 "무엇보다 기존의 반도체와 디스플레이 공정과 호환되는 방식이어서 즉시 상용화가 가능하다"고 말했다.

한편 이 기술은 아주대 박사과정 이상연 씨가 제1저자로 참여했다. 한국연구재단의 나노소재원천기술사업의 지원을 받아 이뤄졌으며 국내·외 특허 출원 중이다.


신효송 기자 shs@dhnews.co.kr
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