국내외 연구진이 기판과 소재 간 상호작용을 최소화해 물질의 성능을 향상시키는 신소재 전자기판을 개발했다.

동국대학교(총장 한태식) 김기강 융합에너지신소재공학과 교수를 비롯한 공동연구팀이 세계 최초로 실용화 가능한 대면적 부도체 합성 기술을 개발했다. 이번 기술 개발로 소자의 동작속도를 150배 향상시킬 수 있게 되면서 2차원 전자소자 상용화가 앞당겨질 전망이다.

김 교수가 한국과학기술연구원(KIST) 김준경 부원장과 김수민 박사, 이영희 성균관대 교수, 징 콩 美 메사추세츠공과대학(MIT) 교수와 공동으로 진행한 이번 연구의 성과는 지난 10월 28일 ‘네이처 커뮤니케이션(Nature Communication, IF 11.470)에 게재되기도 했다.

기존 반도체 소자 기판으로 널리 쓰이는 이산화규소는 전자 소재와 강하게 상호작용, 소재 고유의 성능을 저하시키는 문제가 있었다. 이에 연구팀은 이산화규소를 보론 나이트라이드(h-BN, 이하 h-BN)*로 대체하는 방법을 활용했다. h-BN은 결함이 적고 2차원 소재와 상호작용이 없어 소자의 성능을 향상시킬 수 있는 이상적인 물질로 주목받고 있지만, 대면적·고결정성으로 인한 기술적 한계로 현실화에 어려움이 컸다.

연구진은 기존 구리 기판을 대신해 철 기판을 사용해 두꺼우면서 면적이 넓고 결정성이 높은 h-BN 박막을 만들었다. 신기술로 보완된 h-BN은 철 기판이 아닌 다른 기관으로 옮기는 전사도 용이해 다양한 구조의 고성능 전자소자 개발에 유용하게 사용될 것으로 기대를 모으고 있다.

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