□ 한국기초과학지원연구원(원장 이광식, 이하 기초지원연) 환경?소재분석본부 나노표면연구팀이 차세대 전자소자 재료로 주목받는 흑린의 고결정성 저차원 박막을 손쉽게 얻는 데 성공했다. ○ 기초지원연 나노표면연구팀 이주한, 이현욱, 서순주 박사 연구팀은 홍익대학교 박병남 교수와의 공동연구를 통해 액상 박리법을 이용하여 세계 최초로 흑린덩어리에서 결정성 높은 원자층 단위의 흑린 박막을 얻는데 성공하였다고 4월 6일 밝혔다. ○ 이번 연구에서 얻어진 저차원 흑린 박막은 삼각형 모양의 단결정들이 겹겹이 쌓인 층구조를 이루고 있으며, 에너지가 안정적인 면으로 박리되는 경향성을 보여, 차세대 2차원 반도체물질로 주목받고 있는 흑린 박막 소자 실용화에 한 걸음 더 다가서게 됐다. □ 기존에 알려진 그래핀이나 흑린 연구의 경우, 덩어리 상태에서 원자층 단위의 박막을 얻고자 할 때, 테이프로 떼어내는 형식의 물리적 박리 방법을 사용하는 것이 일반적이지만 이는 대량 생산에 적합하지 않다는 단점이 있다. ○ 최근 액체를 이용한 박리법으로 쉽고 간단하게 흑린 박막을 얻은 사례들이 발표되었지만, 기존 방식으로 만들어진 흑린 박막은 제어가 불가능한 불규칙한 형태와 두께 ○ 이주한 박사 연구팀은 기존의 액상 박리법과 달리 에탄올과 물을 사용하는 간단한 액상 박리법을 이용하여 결정성이 높고 질 좋은 흑린 박막을 얻는 방법을 제시하였으며, 실제 전자 소자 제작에 바로 응용이 가능하다는 것을 보여 주었다. □ 특히 이론적 계산과 모델링을 통해 삼각형 형태의 박리와 에너지간의 관계를 규명하는 과학적 근거를 제시함으로써, 삼각형 모양의 흑린 단결정 박막의 두께, 크기, 커버리지(coverage) 등 여러 변수의 제어를 통하여 질적으로 우수한 박막을 대량 생산 할 수 있는 기반을 구축하였다. □ 또한 홍익대 박병남 교수팀이 액상 박리법으로 얻어진 흑린 박막으로 트랜지스터를 제작 하여 특성을 조사한 결과, 흑린을 이용한 소자가 아세톤을 선택적으로 감지할 수 있음을 발견하여 향후 유독 가스 감지를 위한 센서나 다른 물질에 대해 센서로 활용 가능할 것으로 보인다. □ 본 연구결과는 사이언티픽 리포츠(Scientific reports) 誌’ 온라인판에 30일 게재되었다. □ 기초지원(연) 이주한 박사는 “기존 방법과 차별화 된 액상 박리 방법으로 고결정성, 방향성, 층구조 등을 갖춘 양질의 흑린 박막을 세계 최초로 제작하였고, 이 흑린박막이 특정유독가스에 대한 센서로서의 기능을 보여줌으로서 실제 소자 제작이 가능한 실용화 단계로 발전할 연구기반을 마련했으며 현재 이 기술을 통해서 흑린 박막의 다양한 응용소자를 개발하고 있다.”라고 밝혔다. ☎ 문의처 : 기초지원(연) 나노표면연구팀 |