울산과학기술원(UNIST) 이종훈 신소재공학부 교수(사진)팀은 산화아연을 원자 한 층 수준으로 성장시켜 만든 '2차원 산화아연 반도체'를 개발했다고 2일 밝혔다.
반도체는 크기를 줄이면서 성능을 높이는 방향으로 진화하고 있지만, 기존 실리콘 반도체는 공정이 미세해질수록 성능 부분에서 한계가 나타나 이를 대체할 차세대 반도체에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
그래핀은 실리콘을 대체할 강력한 후보로 꼽혔지만, 전자가 없는 영역인 '밴드갭'이 존재하지 않아 반도체로 활용할 수 없었다. 이에 최근에는 그래핀 위에 밴드갭이 있는 산화물을 성장시켜 반도체를 만들려는 연구가 진행되고 있다.
이 교수팀은 그래핀 위에 같은 육각형 구조를 가진 산화아연을 성장시키는 방법을 선택했다. 이렇게 만든 2차원 산화아연 반도체는 4.0eV(전자볼트)의 밴드갭을 보여 고성능 전자소자로서의 가능성을 보였다. 연구팀은 또 그래핀 위에 산화아연이 성장하는 모습을 실시간으로 관찰해 반도체가 만들어지는 과정과 원리를 밝혀냈다.
이종훈 교수는 "이번 연구는 앞으로 다양한 2차원 물질 위에 나노 물질을 성장시키고 초기 결정 성장 과정을 관찰하는 데 활용될 것"이라며 "새로운 2차원 물질의 연구와 개발은 얇고 투명하며 휘어지는 미래 전자기기 개발을 앞당길 것"이라고 말했다.
