국내 연구진이 차세대 반도체 연구 분야의 난제를 해결했다.
한국기초과학지원연구원(KBSI) 소재분석연구부 정희석 박사 연구팀은 센트럴 플로리다대학교(UCF) 재료공학과 및 나노테크놀로지 센터 정연웅 교수 연구팀 등과 함께 2차원 전이 금속 디칼코젠(TMD) 반도체 물질 간 상변화를 통한 이상적 수평 금속-반도체 접촉 형성방법을 개발해 2차원 반도체 물질의 접촉저항 문제를 해결한 것으로 알려졌다.
2차원 TMD는 고유의 우수한 전기적‧물리적‧화학적 특성으로 실리콘(Silicone) 소자의 한계를 극복하고 전자 소자, 광전자 소자, 양자 기술 등 다양한 분야에서 혁신을 끌어낼 차세대 반도체 물질로 주목받고 있으나 2차원 반도체 물질과 3차원 금속 전극과의 높은 접촉저항 문제로 상용화가 어려웠다.
연구진은 2차원 TMD 물질인 백금(Pt) 및 셀레늄(Se2)이나 텔루륨(Te2)으로 구성된 PtSe2와 PtTe2 간 상변화를 통한 화학기상증착법을 이용해 대면적 금속-반도체-금속 구조의 2차원 반도체 소자 제작에 성공했다.
신규 소자는 기존 금속 전극과의 3차원 접촉으로 이루어진 반도체 소자보다 훨씬 낮은 접촉저항 값을 보이고 작동효율도 대폭 향상된 것을 확인했다.
연구진은 다양한 2차원 물질들의 이상적인 반도체 물질과 금속 전극 간 접촉 계면을 형성할 수 있는 접근 방법을 제시하며 그동안 극복하기 어려웠던 접촉저항 문제를 해결할 수 있는 실마리를 제공할 것으로 기대하고 있다.
연구 성과는 나노 분야 국제 학술지인 나노 레터스(Nano Letters) 표지 논문으로 2월14일 게재됐다. (강)