인체 무해한 반도체 소자 개발 성공

인체 무해한 반도체 소자 개발 성공

 

국내 연구진이 인체에 무해하고 폭발 위험성도 없는 나트륨 이온을 활용해 이차원 반도체의 막인 '나노 시트'를 개발하는데 성공했다. 이에 따라 종전 보다 값싸고 간편한 방식으로 반도체 소자를 개발할 수 있는 길이 열렸다. 반도체 두께를 줄이는데 필요한 차세대 전자 소자 구현에 사용된다. 한국 전자 통신 연구원(ETRI)은 물에 이황화텡스텐(WS2)이나 이황화몰리브덴(MoS2)을 투입해 생성된 결정석에 나트륨(Na) 이온을 첨가해 '나노 시트'를 개발하는데 성공했다고 2017년 01월 09일 밝혔다.

 

지금까지 나노 시트를 만들려면, 리튬(Li) 이온과 유기 용매를 활용해 얻어진 고농도 분산액을 사용했다. 그러나 이 유기 용매는 건강에 유해할 정도로 환경 오염 문제가 제기됐을 뿐만 아니라 리튬과 물이 만났을 때 폭발 위험도 있었다. 이에 연구진은 리튬 이온의 이같은 문제를 해결하기 위해 물에 쉽게 녹고 가격도 저렴한 나트륨 이온에 주목했다. 연구진은 잘 쪼개지는 이황화텅스텐 또는 이황화몰리브덴을 물에 넣어 만들어진 결정석에 나트륨을 첨가했다.

 

이렇게 만들어진 나노 시트는 리튬 이온을 사용해서 나노 시트를 만들 때 보다 생산 단가를 낮출 수 있고 위험성도 낮출 수 있게 된다. 리튬 이온으로 생산되는 반도체 나노 시트는 표면 산화 등 변성이 발생했지만, 나트륨 이온으로 생산된 나노 시트는 물성 변화도 전혀 없다.

 

연구진은 이같은 방법을 생산한 나노 시트로 메모리 소자를 제조했고, 이 메모리 소자가 안정적으로 동작하는 것까지 확인했다. 윤선진 ICT 소재 연구 그룹 박사는 "이차원 소재 나노 시트가 향후 전기 자동차의 고용량 축전지, 이차 전지, 유연하고 투명한 전자 기기 등에 활용될 것"이라고 기대했다. 이번 연구 결과는 나노 소재 전문 학술지 스몰'(Small) 2018년 02월호에 게재된다.