그래핀·금속 접촉저항 최소화… 전류 손실 낮추는 기술 개발

성대 박진홍 교수팀, 소자성능 높여

국내 연구진이 그래핀 기반 전자소자나 광전소자의 성능을 높일 수 있는 기술을 개발했다.

성균관대 박진홍 교수(전자전기공학부)와 박형열 박사과정생은 그래핀과 금속 전극의 접촉 저항을 최소화해 전류 손실을 획기적으로 줄임으로써 그래핀-페로브스카이트 기반 광검출기 소자의 성능을 높이는 데 성공했다고 15일 밝혔다.

그래핀은 금속전극과 연결되면 높은 접촉 저항을 유발해 그래핀 기반 응용소자의 성능이 떨어지는 문제가 있다. 연구팀은 전자를 공급하는 분자가 포함된 고분자 절연물질을 그래핀 아래층에 두고 가열 공정을 통해 그래핀을 전자상태밀도가 높은 n형으로 도핑했다. 또 그래핀 모서리를 길게 디자인해 금속과 접합된 그래핀의 전자상태밀도를 이전보다 높여 접촉저항을 최소화했다.

이를 통해 기존 팔라듐 전극을 사용할 때의 접촉저항에 비해 4분의 1 수준으로 낮아졌음을 확인했다. 동일한 동작전압을 가할 때보다 접촉저항이 줄어들어 4배 높은 동작전류를 확보할 수 있게 된 것이다.

연구팀은 이 기술을 그래핀-페로브스카이트 하이브리드 구조를 갖는 광검출기 소자에 적용해 광응답성과 광검출성을 향상시켰다고 설명했다.

이 연구결과는 재료분야의 세계적 학술지 '어드밴스드 머티리얼스' 3일자 표지논문에 실렸으며, 미래부의 중견연구자지원사업의 지원을 받아 수행됐다. 박진홍 교수는 "향후 그래핀 기반 나노반도체 소자 개발에 기여할 것으로 전망된다"고 말했다.

대전=이준기기자 bongchu@