한국표준과학연구원은 권혁상 나노바이오측정센터 박사팀이 흑린의 자연산화 특성을 이용해 원하는 두께로 박막을 제조하는 기술을 개발하고 박막 품질관리 프로세스도 확립했다고 27일 밝혔다.
흑린은 검은색 인(P)이 2차원 결합된 물질이다. 경제성이 뛰어나고 전기 신호로 쉽게 전류를 통제할 수 있어 `그래핀`을 대체 할 차세대 전자소자로 주목받는다.
하지만 흑린은 공기 중 빛에 빠르게 자연산화하는 단점을 지녔다.
연구팀은 산소와 빛을 정확히 조절하면 원하는 두께 박막을 만들 수 있다고 보고 연구를 진행했다.
연구팀은 밀폐된 1기압 산소환경을 유지해 흑린의 산화반응을 억제하고 자외선을 쐬어 자연 상태보다 100배 이상 빠른 산화 반응을 유도했다. 이방법으로 짧은 시간 내 원하는 두꼐로 흑린 박막 제조가 가능했다.
또 연구팀은 오존(O3) 환경에서 주로 흑린 산화가 발생한다는 것도 입증했다. 반응 후 부산물로 생기는 흑린 산화물이 물세척으로 완전히 제거되며, 물세척 후 산화가 지연된다는 것도 밝혀냈다.
권혁상 박사는 “이번 연구로 차세대 흑린으로 고품질 반도체 소자로 만드는 것이 가능해졌다”고 말했다.
대전=김영준기자 kyj85@etnews.com
