동아대 교수, 텔루륨화아연 밴드갭(반도체 물성) 값 세계최초 발견

왼쪽부터 김용 동아대 신소재물리학과 교수, 송만석 박사, 최선빈 대학원생(24·석사과정 3학기). 동아대 제공

동아대는 자연과학대학 신소재물리학과 김용(56) 교수팀이 반도체 물질인 텔루륨화아연(ZnTe) 나노선의 육각형 원자배열과 밴드갭 값을 세계최초로 밝혀냈다고 18일 밝혔다.

이 논문은 나노과학 분야 세계적 학술지인 ‘나노 레터스(Nano Letters)’ 7월호에 게재됐다.

김 교수팀이 발표한 논문의 제목은 ‘불소도핑 산화주석 유리 기판에 성장된 우르자이트 텔루륨화아연 나노나무와 나노선’으로, 텔루륨화아연 나노선의 결정구조와 광학적 특성에 관한 연구이다.

광전자소자로 널리 쓰이는 대표적인 전자 소재인 텔루륨화아연은 나노선 및 나노나무로 성장하면 독특한 물성을 띠기 때문에 반도체, 태양전지, 광센서, 발광체 등 여러 분야에 다양하게 응용된다.

김 교수팀은 텔루륨화아연을 나노선 및 나노나무로 제작하기 위해 주석 성분을 포함하고 있는 투명전극 유리기판을 이용했다. 이 과정에서 주석을 촉매로 성장한 나노선·나노나무에서는 텔루륨화아연이 육각형 원자배열을 가지는 것을 발견했다. 기존에는 사각형 원자배열만 알려져 있었다.

특히 육각형 원자배열의 텔루륨화아연 밴드갭 값을 최초로 밝혀냈다. 밴드갭이란 반도체와 절연체전자의 에너지 분포 특성을 말하는 데, 밴드갭 값이 그 물질의 발광, 흡수특성을 결정한다.

논문의 교신저자인 김 교수는 “이번 연구는 제1저자인 송만석(37) 박사가 교내 연구인프라 만을 이용해 얻은 독자적인 연구를 통해 이뤄낸 결실”이라며 “밴드갭값이란 반도체 재료에서 꼭 알아야 하는 물성값인데, 이 값을 알면 반도체소자 디자인 분야에 다양하게 응용할 수 있다”고 말했다.

부산=전상후 기자 [e-mail]