차세대 디스플레이·웨어러블 소자 핵심소재 개발

경희대 김선국 교수, 초고이동도 나노반도체 물질 대면적 성장기술 개발

차세대 디스플레이나 웨어러블 소자용 소재로주목받는 '이셀레늄화 몰리브덴'(MoSe₂)을 대면적 단결정으로 성장시키는 기술을국내 연구진이 개발했다.

경희대 전자전파공학과 김선국 교수와 응용물리학과 이종수 교수팀은 27일 MoSe₂을 전자이동도가 높은 2차원 나노판상의 대면적 단결정으로 성장시키는 기술을 개발했다고 밝혔다.

최근 사람과 전자기기 간 상호작용을 돕는 착용형(웨어러블) 센서 등 오감증강전자소자 시스템을 개발하는 연구가 활발하게 진행되고 있다.

이런 전자소자용 소재로 몰리브덴, 텅스텐 같은 전이금속 칼코겐 화합물이 제안되고 있으나, 이 물질은 박막으로 만들면 전자기동도가 낮아지고 대면적으로 성장시키는 데 한계가 있어 이를 극복하는 것이 과제였다.

연구진은 MoSe₂ 분말을 높은 압력에서 실리콘 웨이퍼에 바로 성장시키는 단결정 성장법을 통해 대면적 박막물질로 만드는 데 성공했다.

이 MoSe₂박막물질은 전자이동도가 최고 121㎠/Vs로 지금까지 보고된 것 중 최고 수준을 기록했다.

또 10만번 구부렸다가 편도 전기적 특성이 변하지 않을 정도로 안정성이 뛰어난것으로 확인됐다.

연구진은 "이런 전기적, 기계적 안정성은 웨어러블 기기 제작에 매우 적합하다"며 "앞으로 오감증가 전자회로 구동소자를 만드는 핵심소재로 활용할 수 있을 것"이라고 밝혔다.

김선국 교수는 "초고이동도 나노판상 칼코겐 화합물이 실리콘 기반 전자회로를대체할 것으로 기대한다"며 "이 물질을 활용한 차세대 고이동도 박막트랜지스터(TFT)는 유연·투명 디스플레이 구동회로, 광전자소자, 에너지소자, 나노바이오센서 등핵심소재로 활용할 수 있을 것"이라고 말했다.

한국연구재단 미래유망융합기술파이오니어사업 등 지원으로 수행한 연구 결과는최근 국제학술지 '어드밴스드 머티리얼즈'(Advanced Materials) 온라인판에 게재됐다.

scitech@yna.co.kr(끝)<저 작 권 자(c)연 합 뉴 스. 무 단 전 재-재 배 포 금 지.>