국내 연구진, 차세대 2차원 나노반도체 성능 향상 기술 개발

성균관대 박진홍 교수 “자기조립 단분자막 이용, p형 도핑농도 조절”

국내 연구진이 차세대 반도체로 주목받는 2차원 나노반도체 성능을 향상시키는 기술을 개발했다.

성균관대 박진홍<사진> 교수팀은 10일 자기조립 단분자막을 표면에 증착시키는 방법으로 p형 도핑 농도를 기존 기술 대비 10분의 1로 낮추는 기술을 개발했다고 밝혔다. 이 기술은 센서나 태양전지 같은 2차원 전자소자나 광전소자를 제어하고 최적화하는 데 활용될 것으로 기대된다. 이 연구결과는 미국화학회(ACS)가 발행하는 나노분야 학술지 ‘ACS 나노’(ACS Nano, 1월 28일자)에 게재됐다.

반도체에 불순물을 도핑하면 반도체 속의 전자와 정공의 농도를 조절할 수 있어 반도체의 성능을 높일 수 있다. 이때 불순물의 종류와 농도를 조절하는 것이 소자를 최적화하는 관건이다.

연구진은 농도를 조절할 수 있는 양전하를 띤 자기조립 단분자막(OTS)을 2차원 나노반도체 위에 증착시키는 방법으로 p형 도핑의 농도를 기존 기술의 10분의 1 이하로 낮추는 데 성공했다. 이렇게 제작된 2차원 나노반도체는 대기 중에 오랜 시간(60시간) 노출돼도 성능 저하가 적고 이를 가열하면 저하된 도핑성능이 다시 회복되는 것으로 나타났다.

박진홍 교수는 "2차원 나노반도체는 학문적 연구수준을 넘어 상용화를 위한 공학적 연구로 넘어가고 있다"며 "2차원 소자의 성능을 제어하고 최적화하는 이 도핑 기술이 차세대 2차원 나노반도체 소자 발전에 기여할 수 있을 것"이라고 말했다.