반도체로 활용 가능한 그래핀 개발

백종범 교수

아주경제 이한선 기자 = 국내연구진이 그래핀을 반도체로 활용할 수 있는 길을 열었다.

울산과학기술대학교(UNIST)는 백종범(47) 친환경에너지공학부 교수 연구팀이 붕소와 질소를 함께 도핑해 반도체로 활용이 가능한 그래핀을 대량 생산하는 연구결과를 발표했다고 18일 밝혔다.

연구결과는 화학 분야의 세계적 권위를 자랑하는 기초과학저널 앙게반테 케미의 상위 5% 이내 우수한 논문에만 수여하는 VIP로 선정돼 17일 게재됐다.

논문은 접수한 지 8일 만에 게제 승인과 더불어 VIP 선정이 이뤄져 화제를 모았다.

백종범 교수는 “이번 연구결과는 그래핀을 물리적으로 변형한 것이 아니라 화학적 성질을 개선한 것으로 그래핀 고유의 특성은 유지하면서 반도체 성질도 갖게 한 것”이라며 “그래핀을 기반으로 한 반도체 상용화에 발판을 마련했다”고 밝혔다.

그래핀을 기반으로 하는 반도체는 기존의 실리콘 기반 반도체보다 가격경쟁력 및 안정성이 우수해 관련 학계와 산업계가 주목하고 있다.

지금까지 그래핀에 질소를 도핑하는 것은 가능했지만 붕소를 도핑하는 것은 한계가 있었다.

백 교수 연구팀은 미량의 불순물인 붕소와 질소를 그래핀에 함께 도핑해 내부 전류의 흐름을 제어할 수 있도록 만들었다.

그래핀은 전류의 흐름을 제어할 수 없어 반도체로 사용할 수 없었지만 붕소와 질소를 동시에 도핑해 전류의 흐름을 온/오프로 제어할 수 있는 반도체의 성격을 가지게 했다.

이번 연구는 미래부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구자지원사업, BRL육성사업, BK21+ 의 지원으로 수행됐다.