전체기사

2025.05.13 (화)

  • 구름많음동두천 17.6℃
  • 맑음강릉 20.3℃
  • 구름많음서울 18.2℃
  • 맑음대전 18.5℃
  • 맑음대구 19.0℃
  • 맑음울산 20.0℃
  • 맑음광주 18.4℃
  • 맑음부산 19.1℃
  • 맑음고창 18.4℃
  • 맑음제주 21.3℃
  • 구름많음강화 15.3℃
  • 구름조금보은 17.3℃
  • 맑음금산 18.1℃
  • 맑음강진군 18.7℃
  • 구름조금경주시 20.7℃
  • 맑음거제 19.7℃
기상청 제공

지역네트워크

POSTECH 손준우 교수 연구팀, 선택적 금속 석출 통해 투명 디스플레이 시대 앞당긴다

URL복사

 

[시사뉴스 정은주 기자] 아무것도 보이지 않는 허공에 손을 뻗으면 원하는 정보가 튀어나오고, 자동차 앞 유리에 내비게이션이 실행되는 모습을 영화나 공상과학이 아니라 현실에서 만날 수 있는 날이 다가오고 있다. 차세대 투명 디스플레이 실현을 위해서는 투명 산화물 반도체 내에서 전기가 흐를 수 있도록 빠르게 전자를 생성하는 간단한 공정이 필요한데, POSTECH(포항공과대학교, 총장 김무환) 연구팀이 그 방법을 찾았다.
  
POSTECH 신소재공학과 손준우 교수, 통합과정 윤다섭씨 연구팀은 페로브스카이트 격자구조 내에서 주석 금속을 ‘선택적으로 석출’하는 방법을 이용하여, 산소가 결핍된 페로브스카이트 주석 산화물 박막의 전기전도도를 획기적으로 향상할 새로운 전략을 제시했다. 이 연구성과는 최근 재료 분야 국제 학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼스(Advanced Functional Materials)’에 게재됐다.  

페로브스카이트 결정 구조의 주석 산화물(BaSnO3)은 유리처럼 투명하면서도 금속처럼 상온에서의 높은 전기전도도와 전자이동도 때문에 차세대 투명 전자 소자나 자동차용 전력 반도체 소자로 응용할 수 있는 신소재로 여겨지고 있다. 이렇게 다양한 전자 소자 응용을 위해서는 주석 산화물 신소재 내에 도핑이라는 과정을 통해서 전자를 형성하고 이를 통해서 효율적으로 전기를 통하게 하는 과정이 필요하다. 

 

반도체 내에서 전기를 통하게 하는 가장 손쉬운 방법은 고온에서 환원 열처리를 하는 방법이 있다. 환원 열처리를 통해서 격자 내 산소 결핍을 형성하고 이를 이용해 전자를 생성하는 방법인데, 이 방법은 전자 농도를 일관되게 제어하지 못하여 전기전도도를 극대화하지 못했다. 
 

연구팀은 페로브스카이트 주석 산화물 박막의 환원 열처리 후 전기전도도를 극대화할 수 있도록 양이온 반응물의 조성비를 인위적으로 제어했고, 고온 환원 공정 후에 전자 농도를 관찰했다. 

 

그 결과, 주석(Sn)이 과주입된 BaSnO3 박막에서 전자 농도가 높이 증가하는 것을 확인했다. 또한, 란타늄(La)을 추가적으로 도핑한 박막에서는 6000 Scm-1의 높은 전기전도도를 보이는 투명 산화물 반도체의 특성을 달성했다. 추가적인 분석을 통해서, 고온 환원 열처리 과정 중 격자 내에서 분리·석출된 백색주석(β-Sn) 나노 입자가 BaSnO3의 추가적인 전자 농도 증가에 큰 역할을 할 수 있음을 확인했다. 

 

연구팀은 선택적인 금속 석출 현상을 이용함으로써 페로브스카이트 산화물 반도체 내에서 투명도를 저해하지 않으면서도 전기전도도를 증가시키는 새로운 방법을 보였다. 이렇게 개발된 전자 도핑 원리는 주석 산화물 반도체의 기능을 크게 개선함으로써 차세대 투명 반도체 소자, UV 검출기 소자, 자동차용 전력 반도체 소자로 응용될 수 있다. 

 

연구를 주도한 손준우 교수는 “이 연구는 페로브스카이트 주석 산화물의 정확한 조성 제어 후 간단한 고온 열처리로 투명도를 유지한 채 전기전도도를 극대화할 수 있음을 보였다”며 “이 소재 원천기술을 이용할 경우, 차세대 투명 반도체 소자나 전력 반도체 소자의 전기전도도를 극대화할 수 있는 새로운 전략이 될 것이다”고 설명했다. 

 

이 연구는 과학기술정보통신부 기초연구실, 중견연구사업 및 삼성전자 DS 전략산학과제의 지원으로 수행됐다.

저작권자 Ⓒ시사뉴스
제보가 세상을 바꿉니다.
sisa3228@hanmail.net





커버&이슈

더보기

정치

더보기

경제

더보기

사회

더보기

문화

더보기

오피니언

더보기
【박성태 칼럼】 김문수 후보 ‘내가 나서면 대선 이길수 있다’는 착각인가? 단순 몽니인가?
김문수 국민의힘 대선후보와 한덕수 무소속 대선 예비후보의 단일화를 둘러싼 내홍이 ‘단순 갈등’수준을 넘어 ‘꼴볼견’ ‘가관’ ‘x판 오분전’이다. 지난 3일 김문수 후보가 국민의힘 대선후보로 최종 선출되면서 한덕수 무소속 예비 후보와의 단일화는 순조로울 것으로 전망됐다. 왜냐하면 김 후보가 세 차례나 치러진 국힘 경선에서 단일화에 가장 적극적이었기 때문이었다. 심지어 ‘을지문덕’이라며 자신이 후보가 되면 한 후보와 단일화 하겠다는 것을 수차례 밝혔기 때문에 한 후보를 지지하는 국힘당원들이나 중도층이 김 후보를 적극 지지해 최종후보로 선출될 수 있었다. 그런데 여측이심(如廁二心 화장실 갈 때와 나올 때 마음이 다르다)으로 김 후보 측이 갑자기 단일화에 몽니를 부리면서 단일화 과정이 꼬이기 시작했다. 물론 김 후보 측의 몽니에는 이유가 있었다. 본인이 국힘 후보인데 국힘 지도부는 한 후보를 중심으로 단일화 전략을 짜고 있고, 본인이 추천한 사무총장(장동혁) 임명을 무시하는 등 선거와 관련한 당무(黨務 당의 사무나 업무)에서 철저히 배제당한다는 느낌을 받으니까 당연히 ‘이건 아니지’라는 꼬라지가 나는 것은 인지상정(人之常情)이다. 그렇다고 하더라도 당 지도부와 완