[대학저널 이원지 기자] 성균관대학교(총장 정규상) 에너지과학과 정문석 교수팀이 산화그래핀을 이용해 n형(n-type) 반도체인 이황화몰리브데늄(MoS2) 단일층(monolayer) 2차원 나노물질의 전기적특성을 제어하는 기술(p-type doping)을 개발하고 이를 이용해 동종접합 다이오드(homojunction diode)를 구현하는 데 성공했다.

지금까지는 다층박막(multilayer)의 전기적 특성을 제어하는 것만 보고됐으나 광전 효율이 가장 높은 단일층에서는 실현이 어려웠다. 전기적 특성이 서로 다른 단일층 나노물질들의 이종접합(heterojunction)을 통해 광전소자를 구현해왔지만 이종접합에서 피할 수 없는 계면(interface)형성에 의해 소자의 특성이 현격히 저하되는 문제가 해결해야할 숙제처럼 여겨져 왔다.

이번 연구에서는 산화그래핀을 이용해 세계 최초로 n형 반도체인 이황화몰리브데늄(MoS2) 단일층 박막의 전기적 특성을 제어해 수평형 동종접합 다이오드를 구현하는 데 성공했다.

이 기술은 향후 유연 무기물 광전소자, 웨어러블 광감지기, 태양전지, 발광다이오드 등 여러 분야에 활용될 수 있으며, 유기물 반도체의 짧은 수명 또한 극복 할 수 있을 것으로 기대된다.

이번 연구는 한국연구재단 중견연구자 사업, 기초과학연구원, 한국산업통상자원부에서 지원하는 한국에너지기술평가원의 인력개발프로그램의 지원으로 이루어졌다. 미국 화학회에서 발간하는 나노소재분야 최고 권위지중의 하나인 'ACS Nano' 에 11월 23일자로 게재됐다.

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