기초과학연구원 나노구조물리연구단, MoTe² 개발

국내 연구진이 온도만 변화시켜도 반도체와 도체를 넘나드는 소재를 처음 개발했다.

기초과학연구원(IBS) 나노구조물리연구단(단장 이영희)은 5일 성균관대(연구자 양희준 에너지과학과 교수)·한국과학기술원(카이스트) 연구팀과 공동연구를 통해 섭씨 15도 정도의 상온에서는 반도체 상태였다가 500도 이상의 열을 가한 뒤 다시 상온으로 온도를 낮추면 도체 상태로 바뀌는 성질을 가진 신소재 ‘다이텔레늄몰리브데늄’(MoTe²)을 개발했다고 밝혔다.

그래핀처럼 2차원이면서 층상구조인 이 물질은 두께가 성인 머리카락 굵기의 10만분의 1 수준인 0.8나노미터(㎚·1㎚는 10억분의 1m)로 매우 얇고 투명하다. 연구팀은 “특히 이 물질을 사용하면 반도체와 도체(금속)를 접합해야 하는 지금의 반도체와 달리 단일물질만으로 반도체 소자를 만들 수 있어 제작 공정 단축에 따른 비용과 시간의 절감 효과가 클 것으로 기대된다”고 밝혔다. 또한 전기적·광학적 성질이 뛰어나 투명 디스플레이나 몸에 착용할 수 있는 차세대 전자기기 소재 등 다양한 분야에 쓰일 수 있다.

다만 이번에 개발된 신소재를 상용화하기 위해서는 실리콘 반도체 웨이퍼처럼 넓게 제작하거나, 표면에 얇은 막을 입히는 등 표면가공 기술에 대한 후속 연구가 필요하다고 연구팀은 덧붙였다. 연구논문은 물리학 분야의 유명저널인 <네이처 피직스> 4일(현지시각)치에 게재됐다.

이근영 선임기자 kylee@hani.co.kr