성균관대 양희준 연구팀, '반도체·도체 넘나드는 신소재' 최초 개발

성균관대 에너지과학과 양희준 교수 연구팀은 2년의 연구 끝에 온도 변화만으로 반도체와 도체를 자유로이 넘나드는 소재(2차원 층상구조 다이텔레륨 몰리브데늄; MoTe₂)를 세계 최초로 개발했다고 6일 밝혔다.

연구팀에 따르면 이 물질은 15℃ 정도의 상온에서는 반도체 상태였다가 500℃ 이상의 열을 가한 후 다시 상온으로 온도를 낮추면 도체 상태로 바뀌는 성질을 가지고 있다.

지금까지 반도체 제작을 위해서는 반도체와 도체를 접합해야 해 제작공정이 복잡하고 비용도 많이 소요됐으나, 이번에 개발된 신물질을 활용하면 제작 공정이 크게 단축될 뿐만 아니라 그만큼 비용과 시간도 절감할 수 있을 것으로 예상된다.

또한 신물질의 두께는 성인 머리카락 굵기의 10만분의 1 수준인 0.8㎚로 매우 얇고 투명하며, 전기적, 광학적 성질이 뛰어나 투명 디스플레이나 몸에 착용할 수 있는 차세대 전자기기 소재 등 다양한 분야에서 응용 가능하다.

이번 연구는 성균관대와 미래창조과학부(이하 미래부) 산하 기초과학연구원 나노구조물리연구단, KAIST가 공동으로 진행했다.

연구를 주도한 양희준 교수는 "2차원 단일 소재에서 반도체, 금속물성 제어를 최초로 구현한 성과"라며 "5년 안에 반도체 산업 전반에 응용 가능한 소자를 개발하는 것이 궁극적인 목표"라고 말했다. 

한편, 이번 연구결과는 네이처 피직스(Nature Physics, IF 20.603) 5월 4일 자에 게재됐으며 이러한 나노분야의 우수 연구 성과가 조기에 산업화 될 수 있도록 미래부는 지난달 30일 '나노기술 산업화 전략'을 발표한 바 있다.