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전북대학교 허 근 교수가 이끄는 기초연구실(BRL)인 차세대극박막반도체연구실이 차세대 반도체 소자의 성능을 획기적으로 개선할 수 있는 새로운 전극 기술을 개발해 관련 분야에서 비상한 관심을 끌고 있다.
반도체는 스마트폰, 컴퓨터, 자율주행차 등 현대 기술의 핵심 부품이다. 그러나 기존 반도체 기술에서는 전극(전기를 흐르게 하는 연결 부품)과 반도체가 만나는 부분에서 문제가 생겨 전기의 흐름이 방해를 받아 성능에 영향을 주는 일이 많았다.
허 교수팀은 이런 문제를 해결하기 위해 전이 금속 디칼코제나이드(Transition Metal Dichalcogenide, TMD)라는 2차원 소재에 새로운 전극 기술을 적용했다. 이 기술은 ‘토폴로지컬 반데르발스 접촉(T-vdW)’이라는 방식을 사용한다. 쉽게 말해, 전극과 반도체가 전기적으로 더 효율적으로 연결되도록 특수한 방법으로 조합한 것이다.
이를 통해 높은 전기가 손실없이 흐를 수 있고, 외부의 인자에 반응하는 민감도도 크게 증대되었다. 기존의 반도체 전극에서 발생하던 금속 유도 갭 상태와 쇼트키 장벽 문제를 해결한 것이다.
이번 연구 결과는 세계적으로 권위 있는 학술지인 『ACS Nano』에 게재되었다. 전북대와 함께 노벨상 수상자인 Kostya S. Novoselov 교수 등 국제 연구진이 협력해 연구 가치를 높였다. 한국연구재단 기초연구실 지원사업(BRL)과 전북대의 4단계 BK21 사업 등에서 연구를 지원받으며, 전북대에서는 이태훈 교수(신소재공학부), 이윤경 교수(신소재공학부), Soheil 박사(반도체화학공학부), 이현진 석사과정생(반도체화학공학부) 등이 참여했다.
허 교수는 “이 기술은 미래의 초미세 반도체 소자에 적용될 수 있는 획기적인 방법으로, 각종 스마트 기기들의 효율성을 크게 높일 수 있다”며 “후속연구들이 활발하게 진행되고 있는 만큼 이 기술을 더 발전시켜 세상을 바꾸는 연구를 이어가겠다”고 밝혔다.
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