[오늘의 과학자]반도체↔도체 자유자재 변신 소재 개발

머니투데이

류준영 기자

단일 물질 반도체-금속 제어 개념도<br><br>-간단한 온도 제어 공정을 통해 상온에서 안정적인 반도체, 금속 물성을 단일 물질에서 구현<br><br>-반도체, 금속 물성 구별은 온도에 따른 전기 전도도 측정 방법 활용

기초과학연구원(IBS) 나노구조물리연구단 양희준 연구위원과 성균관대, 한국과학기술원(KAIST) 공동연구팀이 온도 변화만으로 반도체와 도체를 자유롭게 넘나들 수 있는 소재(2차원 층상구조 다이텔레륨 몰리브데늄(MoTe2))를 세계 최초로 개발했다고 5일 밝혔다.

이 물질은 15℃ 정도의 상온에서는 반도체 상태였다가 500℃ 이상의 열을 가한 후 다시 상온으로 온도를 낮추면 도체 상태로 바뀌는 성질을 갖고 있다. 두께가 성인 머리카락 굵기의 10만분의 1 수준인 0.8nm로 매우 얇고 투명하다.

현재 반도체 제작을 위해서는 반도체와 도체(금속)를 접합해야 하기 때문에 제작공정이 복잡하고, 비용도 많이 들었다. 이번 개발된 신물질을 활용하면 단일물질만으로도 반도체 소자를 만들 수 있게 돼 제작 공정이 단축되고 단축된 공정만큼 비용과 시간도 크게 절감할 수 있을 것으로 기대된다.

전기·광학적 성질이 뛰어나 투명 디스플레이나 몸에 착용할 수 있는 차세대 전자기기 소재 등 다양한 분야에서 응용할 수 있다. 다만 이번에 개발된 신물질을 상용화하기 위해서는 실리콘 반도체 웨이퍼처럼 넓게 제작하거나 표면에 얇은 막을 입히는 등 표면가공 기술에 대한 후속 연구가 필요하다.