충남대 송종현 교수 발표… 사이언스지 등 게재

실리콘 등 기존 반도체 소자를 대체할 수 있는 신소자가 개발됐다. 충남대학교는 송종현 자연과학대학 물리학과 교수 연구팀이 '반도체 소자를 대체할 수 있는 신소자의 개발 및 응용'기술을 개발했다고 22일 밝혔다. 송 교수팀은 일본 동경대학교의 '해롤드 황(Harold Hwang)' 교수팀과 공동으로 이같은 연구성과를 올렸다.

송 교수는 이번 연구에 기본적인 아이디어와 기획을 제안했으며, 국내 연구 여건이 열악한 관계로 동경대와 공동연구를 진행해 왔다. 충남대 측은 이번 연구 결과가 일상생활에서 쓰이고 있는 반도체 소자를 대체할 수 있는 새로운 소자를 개발·응용하는데 도움이 될 것으로 보고 있다.

▲송종현 교수 ⓒ2008 HelloDD.com

'전이 금속 산화물'은 기존 반도체 물질과는 달리 전기가 통하지 않는 절연체에서부터 전기 저항이 전혀 없는 초전도체까지 매우 다양한 특성을 띠고 있는 것이 특징이다.

이러한 물질들이 나노크기로 겹겹이 쌓여진 '나노 적층 구조'는 기존 반도체가 지닐 수 없는 새로운 기능을 가진다. 이론적으로는 알려져 있던 사실이나 지금까지 합성기술로는 불가능 한 것으로 알려져 있었다.

연구팀은 전자현미경을 이용해 서로 다른 원자들을 벽돌 쌓듯이 쌓아 올려, 기존에 자연적인 상태에서는 존재 할 수 없었던 나노 구조의 신소자를 합성하는데 성공했다. 연구과정에서 새로운 전자현미경 역시 개발됐다.

또 기존의 격자 구조만을 확인 할 수 있었던 전자 현미경과는 달리, 합성된 나노 구조를 이루고 있는 원자들의 종류와 화학적 상태들 까지 분석해 낼 수 있는 전자 현미경이다.

송 교수팀은 이를 통해 나노 구조의 정확한 화학적 구조까지 분석하는데 성공했다. 이번 연구결과는 사이언스지는 22일(미국현지 시간) 발행한 최신호에 'Atomic-Scale Chemical Imaging of Composition and Bonding by Aberration-Corrected Microscopy (수차 보정된 전자현미경을 이용한 원자 크기 단위의 화학 조성 및 결합 연구)'라는 이름으로 게재됐다.

또 재료과학 분야의 학술지인 어드벤스드 머테리얼(Advanced Materials)에도 송 교수 제 1저자 로 등록, 게재 승인을 받았다. 송 교수는 "이번 연구성과를 살려 실제 응용할 수 있는 단계까지 연구를 지속할 계획"이라고 밝혔다.

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