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원자배열 단순한 질화붕소 만들었다…전자소재 개발 청신호

국내 공동연구팀, 16일 '사이언스'에 연구 발표

(서울=뉴스1) 최소망 기자 | 2018-11-16 04:00 송고 | 2018-11-16 10:00 최종수정
액체 상태의 금기판 위에서 원자 구조가 단순해지고 있는  질화붕소(hBN) 모습.© News1
액체 상태의 금기판 위에서 원자 구조가 단순해지고 있는  질화붕소(hBN) 모습.© News1

국내 연구진이 2차원 물질인 '질화붕소'(hBN)의 원자 배열을 단순하게 만드는 기술을 개발했다. 이 기술을 활용하면 전류의 흐름을 방해하는 전기저항이 감소해 전자 제품의 성능을 획기적으로 높일 수 있을 것으로 기대된다. 

과학기술정보통신부는 김수민 한국과학기술연구원(KIST) 박사와 이영희 기초과학연구원(IBS) 나노구조물리연구단장, 김기강 동국대 교수 연구팀이 새로운 '질화붕소 합성기술'을 개발했다고 16일 밝혔다.

연구팀이 개발한 핵심 기술은 다결정 구조인 '질화붕소'를 단결정으로 만드는 것이다. 단결정 물질은 원자의 배열이 규칙적이다. 원자 사이에 빈틈이 없고 불순물도 섞여 있지 않다. 이런 구조는 물질의 순수한 특성을 잘 나타내 전기저항을 줄일 수 있다. 반도체와 다이아몬드 같은 보석이 대표적이다.

반면 다결정 물질은 원자가 불규칙적으로 배열돼 있다. 이로 인해 원자 사이에 빈틈이 생겨 단결정 물질에 비해 전기저항 등이 높을 수밖에 없다.

연구팀에 따르면 기존 합성기술은 다결정 '질화붕소'만 만들 수 있었다. 연구팀은 액체 상태의 금 표면에서 질소 및 붕소 원자들이 동일한 방향으로 형성되는 '자가 줄맞춤' 현상을 활용해 '질화붕소' 원자 구조를 단순하게 만들었다.

연구팀은 이 연구를 토대로 다른 2차원 물질인 그래핀과 반도체성 소재 이황화몰리브덴(MoS2) 등을 단결정으로 합성하는데도 성공했다. 김수민 박사는 "이 연구를 통해 차세대 전자센서와 필터 등을 개발하는 기술 수준이 높아질 것으로 기대한다"고 말했다.

이번 연구결과는 16일 세계적인 과학저널 '사이언스'(Science)에 실렸다.


somangchoi@

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