연구 과정 대표 이미지 [한국기초과학지원연구원 제공. 재판매 및 DB 금지]

(대전=연합뉴스) 정찬욱 기자 = 차세대 반도체 기술의 중요한 부분으로 전자 소자, 광전자 소자, 양자 기술 등 다양한 분야에서 혁신을 끌어낼 것으로 기대되는 2차원 반도체 물질 연구 분야 난제를 국내 연구진이 풀었다.

한국기초과학지원연구원(KBSI)은 소재분석연구부 정희석 박사 연구팀이 센트럴 플로리다대학교(UCF) 재료공학과 및 나노테크놀로지 센터 정연웅 교수 연구팀 등과 함께 2차원 전이 금속 디칼코젠(TMD) 반도체 물질 간 상변화를 통한 이상적 수평 금속-반도체 접촉 형성 방법을 개발, 2차원 반도체 물질의 접촉저항 문제를 해결했다고 22일 밝혔다.

2차원 TMD는 고유의 우수한 전기적, 물리적, 화학적 특성으로 실리콘 소자의 한계를 극복할 수 있는 차세대 반도체 물질로 주목받고 있으나 2차원 반도체 물질과 3차원 금속 전극과의 높은 접촉저항 문제로 상용화가 어려웠다.

연구진은 2차원 TMD 물질인 백금(Pt) 및 셀레늄(Se2)이나 텔루륨(Te2)으로 구성된 PtSe2와 PtTe2 간 상변화를 통한 화학기상증착법을 이용, 대면적 금속-반도체-금속 구조의 2차원 반도체 소자 제작에 성공했다.

이 소자는 기존 금속 전극과의 3차원 접촉으로 이뤄진 반도체 소자보다 훨씬 낮은 접촉저항 값을 보이고, 작동효율도 대폭 향상된 것을 확인했다.

연구진은 다양한 2차원 물질들의 이상적인 반도체 물질과 금속 전극 간 접촉 계면을 형성할 수 있는 접근 방법을 제시, 현재까지 극복하기 어려웠던 접촉저항 문제를 해결할 수 있는 실마리를 제공할 것으로 기대된다.

이번 연구성과는 나노분야 국제 학술지인 '나노 레터스' 표지 논문으로 지난 14일 실렸다.

jchu2000@yna.co.kr

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