한국과학기술원(KAIST)이 2차원 반도체를 얇게 노려내는 나노 가위를 개발했다.
KAIST 김상욱·정유성 교수 연구팀은 2차원 반도체 신소재를 얇은 리본 모양으로 오려낼 수 있는 나노 가위 기술을 개발했다고 10월15일 밝혔다.
전이금속 원소와 칼코겐 원소의 화합물인 2차원 전이금속 칼코지나이드는 촉매 성능이 우수해 에너지·환경 분야 반도체 신소재로 주목받고 있다.
촉매 성능을 높이기 위해서는 1차원 형태로 오려내 소재의 가장자리를 될수록 많이 노출하는 기술이 관건이다.
흑연의 한층에서 떼어낸 2차원 물질인 그래핀(Graphene)은 1가지 원소로만 이루어져 있어 다양한 방식의 절단이 가능하지만 2개 이상의 원소로 된 전이금속 칼코지나이드에는 적용하기 쉽지 않은 것으로 알려졌다.
연구팀은 2차원 소재 표면이 산소와 일정한 방향성을 가지고 화학적으로 반응한다는 점을 발견해 간단한 방식의 초음파 자극을 통해 1차원 리본 형태로 오려냈고 나노가위 기술을 활용해 차세대 에너지원인 수소 생산에 필요한 촉매를 구현했다.
기존 백금 촉매보다 가격이 낮지만 성능은 비슷한 수준으로 파악되고 있다.
연구 결과는 국제 학술지 Nature Communications 10월6일자 온라인판에 게재됐다. (K)