인체 무해하고 오염 우려 없어
메모리 소자·센서 등 활용 기대
메모리 소자·센서 등 활용 기대
한국전자통신연구원(ETRI)은 나노미터 두께의 초박막 형태 신물질인 '이차원 반도체 나노시트'를 제조하는 핵심 기술을 확보했다고 9일 밝혔다.
이차원 반도체 소재는 기존 반도체가 안고 있는 5㎚의 두께한계를 뛰어넘어 집적도를 높일 수 있어 차세대 반도체 소재로 주목받고 있다. 두께를 무시할 정도로 매우 얇아 사실상 가로·세로의 이차원 형태라는 점에서 이차원 반도체로 불린다. 흑연에서 얇게 한 층 떼어낸 그래핀이 대표적인 이차원 반도체 소재다.
연구팀은 덩어리 형태의 결정석을 이차원 단위로 얇게 쪼갠 후 이를 물에 넣고 나트륨을 첨가했다. 여기에 초음파를 쪼여 나노미터 이하 두께로 한 층씩 쪼개져 나오는 나노시트를 얻는 데 성공했다.
기존에는 리튬이온과 유기용액을 섞어 고농도 분산액을 얻은 후 이를 물에 녹여 반도체 기판에 얇게 코팅해 얻었다. 이 방식은 유기용매를 사용해 작업자 건강에 해롭고 환경을 오염시키는 문제가 있었다.
연구팀이 개발한 공정으로 만든 나노시트는 표면이 산화되는 등의 물성 변화가 없어 후속 공정 없이 이차원 반도체 물질로 활용할 수 있다. 연구팀은 나노시트를 수용성 고분자와 혼합해 반도체 기판 위에 복합체 박막을 형성, 메모리 소자로 만들어 안정적으로 동작하는 것을 확인했다.
문승언 ETRI ICT소재연구그룹장은 "이번에 개발한 기술을 통해 만든 박막은 물성 변화가 일어나지 않아 유연한 메모리 소자나 센서 등을 대량 생산하는 데 폭넓게 활용될 것"이라고 말했다.이 기술은 나노소재 분야 국제학술지 '스몰'지(2월)에 표지논문으로 실릴 예정이다. 이 연구는 과학기술정보통신부와 정보통신기술진흥센터 지원을 받아수행됐다.
대전=이준기기자 bongchu@
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