'2차원 반도체소재 합성 결함 최소화' 메커니즘 규명… 인하대 박사과정 황윤정 '세계 주목'

인하대는 대학 연구진이 2차원 반도체 소재를 만들 때 결함을 최소화하는 메커니즘을 찾아내는 연구 성과를 올렸다고 26일 밝혔다.

2차원 반도체는 일반적으로 알고 있는 반도체와 달리 두께가 1나노미터 이하의 아주 얇은 평면의 반도체다. 향후 웨어러블 전자기기나 소프트 로봇 등에 활용 가능성이 커서 이에 대한 연구가 활발히 진행 중이다. 연구 결과는 미국화학학회 유명 저널 최근호에 게재되며 주목받고 있다.

화학공학과 박사과정 황윤정 학생(지도교수 신내철)은 2차원 반도체 소재인 '몰리브덴 디셀레나이드(MoSe2)'를 크게 만드는 과정에서 결함을 일으키는 수소를 선택적으로 흡착시켜 결함 형성을 억제하는 것을 실험적으로 규명해냈다.



2차원 반도체 소재인 몰리브덴 디셀레나이드를 반도체로 만들기 위해서는 크기를 키워야 한다. 몰리브덴 디셀레나이드는 다이아몬드와 같은 결정 구조인데, 결정을 성장시켜서 크기를 키운다. 크기를 키우는데 화학증기증착법을 사용한다.

기체화한 물질을 씨앗 물질에 붙이는 방식이다. 이 과정에서 수소가 함께 흡착하며 결함이 생기는데 수소 흡착을 제어할 수 있는 메커니즘을 발견했다.

지도교수를 맡은 신내철 교수는 "2차원 반도체 소재를 만드는 과정에서 수소를 선택적으로 흡착할 수 있는 방법을 발견했다"며 "새로운 결함 제어 방법론을 제시할 수 있을 것이다"고 설명했다.

이번 연구는 한국연구재단 신진연구지원을 받아 진행됐다. 울산대 화학공학과 강성구 교수도 참여했다. 황윤정 학생은 본 연구를 통해 한국공업화학회 주관 여성인재육성위원회 춘계 워크숍에서 우수논문상을 수상하기도 했다.

/김성호기자 [e-mail]