CWN(CHANGE WITH NEWS) - 국내 연구팀, 실리콘 대체할 차세대 반도체 소재 칼코겐 합성 기술 개발

울산과학기술원(UNIST) 박혜성 교수 연구팀과 강주훈 성균관대학교 교수 연구팀이 2차원 소재를 넓고 고르게 성장시키는 기술을 개발했다고 밝혔다.

연구진에 따르면, 이 기술로 합성된 전이금속 칼코겐 화합물은 반도체 소자 제작에 쓰일 수 있을 정도로 크고, 결정성이 우수해 실리콘을 대체할 차세대 반도체 소재 상용화에 희소식이라는 분석이다.

연구팀은 기존에 고체연료만 사용하던 방식과 달리 액상 원료와 고체 원료를 함께 사용하여, 결정성이 우수한 전이금속 칼코겐 화합물 합성하는 기술을 개발했다고 밝혔다.

칼코겐 화합물은 차세대 반도체 소재로 주목받고 있지만, 대면적 합성이 까다롭다고 알려져 있다.

고체연료를 사용하면 증기 농도가 불규칙해 동일한 품질의 박막을 여러 개 얻기 힘들고, 합성 가능한 크기의 한계가 있으며, 액체를 사용할 때 소재의 결정성과 품질이 떨어지기 때문이다.

연구팀은 이러한 특성을 활용하여 액상 전이금속 원료를 기판위에 코팅해 증기 상태(고체원료) 칼코겐 원소와 반응 하도록 하는 방식을 사용했고, 액상 원료 속 반응 촉진제가 칼코겐화 화학 반응을 촉진시켜 결정성이 우수한 화합물을 쉽게 얻을 수 있었다.

[출처: UNIST]

연구팀이 개발한 합성법은 전이금속 칼코겐 화합물의 종류와 상관없이 사용할 수 있다. 또, 연구팀은 전이금속과 칼코겐 원소 조합을 바꿔 다양한 단층 전이금속 칼코겐 화합물을 합성해냈다.

한편, 박혜성 교수는 이번 기술이 2차원 소재 기반 전자 소자 개발과 상용화에 도움이 될 것이라고 언급했다.

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