반도체 500℃이상 가열하면 도체로 바뀌는 신소재 개발

국내 연구진이 온도 변화만으로 반도체와 도체를 자유롭게 넘나들 수 있는 소재(2차원 층상구조 다이텔레륨 몰리브데늄)를 세계 최초로 개발했다. 이 신소재는 이르면 5년 안에 반도체 공정을 단축하는 데 큰 역할을 할 것으로 보인다.

기초과학연구원(IBS) 나노구조물리연구단 연구팀과 성균관대학교, 한국과학기술원(KAIST)은 5일 15℃ 정도의 상온에서는 반도체 상태였다가 500℃이상의 열을 가한 뒤 다시 상온으로 온도를 낮추면 도체 상태로 바뀌는 소재를 개발하는 데 성공했다고 밝혔다. 이 물질은 두께가 성인 머리카락 굵기의 10만분의 1 수준인 0.8나노미터(nm)로 얇고 투명하다.

이번 신소재가 상용화될 경우 단일물질만으로도 반도체 소자를 만들 수 있게 돼 관련 제작 공정과 비용·시간을 크게 단축시킬 것으로 전망된다. 또 투명 디스플레이나 몸에 착용할 수 있는 차세대 전자기기 소재 등에도 응용이 가능하다.



다만 상용화하기 위해서는 실리콘 반도체 웨이퍼처럼 넓게 제작하거나 표면에 얇은 막을 입히는 등 표면가공 기술에 대한 후속 연구가 필요한 상황이다.

양희준(사진) IBS 나노구조물리연구단 연구위원은“5년 안에 반도체 산업 전반에 응용 가능한 소자를 개발하는 것이 궁극적인 목표”라고 강조했다.

이번 연구결과는 물리학 분야의 세계 최고 권위지인 네이처 피직스 5월 4일자에 게재됐다.