가시광 100% 투과하는 신소재 투명 반도체 개발

아주대 연구팀 "기존 투명 반도체보다 공정 간단해…당장 상용화 가능"

(수원=연합뉴스) 류수현 기자 = 국내 대학 연구팀이 공정이 간단하면서도 가시광 투과율이 100%에 달하는 신소재 투명 반도체를 개발했다.

아주대학교 서형탁 신소재공학과 교수와 이상연 박사과정 대학원생은 절연체인 인듐산화물(In2O3)과 알루미늄산화물(Al2O3)을 접합하는 방법으로 전도도 조절이 가능한 투명 전자 신소재를 개발했다고 28일 밝혔다.

아주대 서형탁교수 [아주대 제공 = 연합뉴스]

서 교수팀은 적층구조로 된 두 산화물이 맞닿은 경계면(계면)에서 전기 전도도가 1에서 10의 13승까지 급증하는 사실을 발견했다.

투명 반도체는 이미 존재하는 소재다. 그러나 기존의 투명 반도체는 여러 성분이 혼합된 복합 산화물로 이뤄지다 보니, 두께가 두꺼워 가시광 투과율이 90%를 넘지 못한다는 한계가 있다. 수분에 취약해 공기 중에 놓이면 산화하거나 전도도 기능이 떨어진다.

또 소재의 성능을 높이기 위해서는 뜨거운 열처리가 필요한데, 유연한 기판에 적용하려 해도 기판이 고온에 취약해 유연한 소재로 만들기 힘들다는 단점이 있다.

서 교수는 "이번에 발견한 신소재는 두께가 두껍지 않아 100%에 가까운 가시광 투과율을 보이고, 낮은 온도에서도 공정이 가능해 유연한 전자 소재로 만들 수 있다"라며 "또 1년 이상 공기에 노출돼도 전도도 기능 저하가 없는 등 내구성이 강하다"라고 설명했다.

이어 "이미 알려진 물질들로 신소재를 개발한 것이기 때문에 공정도 간단해 기존 반도체와 디스플레이 공정 기술로 즉시 상용화가 가능할 것"이라며 "이번 신소재는 향후 미래형 디스플레이 분야에서 널리 활용될 것으로 보인다"라고 덧붙였다.

서 교수팀의 연구 결과는 나노공학 분야 국제학술지 'ACS 나노'(ACS Nano) 2017년 6월호에 게재됐다.

연구는 한국연구재단 나노소재원천기술사업 지원을 받아 진행됐다.

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