에너지시스템학과

우리 학교 이상운 교수팀이 박막형 기능성 산화물 이종접합을 통한 2차원 전자층 물질을 개발했다.

이상운 교수(물리학과·대학원 에너지시스템학과, 사진)와 한양대 에리카캠퍼스의 박태주 교수팀은 공동 연구를 통해 2차원 전자층 물질을 개발해냈다. 논문 제목은 ‘New-Type Field-Effect Device Using Quasi Two-dimensional Electron Gas in Mass-Producible Atomic-Layer-Deposited Al2O3/TiO2 Ultrathin (< 10 nm) Film Heterostructure’다. 관련 성과는 지난 10월23일 출간된 에 게재됐다. 우리 학교에서는 정해준 학생이 공동 제1저자, 김수빈·김성민 학생이 공동 저자로 참여하였고 이상운 교수가 공동 교신저자로 이름을 올렸다.

이상운 교수 연구팀은 절연체인 두 산화물 이종접합의 계면에 많은 수의 자유 전자를 속박시키는 흥미로운 물질을 개발했고, 이를 고가의 단결정·에피층을 사용하지 않고 조성이 간단한 이원 형태의 박막을 통해 구현하여 실제 고성능 투명 트랜지스터 소자로 활용할 수 있음을 증명했다.

이번 연구에서 개발한 물질은 원자레벨에서 물질을 조절할 수 있는 원자층 증착 공정(atomic layer deposition)을 사용하여 구현했다. 연구팀은 10nm(나노미터) 이하의 매우 얇은 박막형 산화물 이종접합 물질로 구현해내, 소자가 투명하고 휘어지는 장점을 가지고 있다.

이상운 교수는 2010년 하버드 그룹에 소속되어 산화물 이종접합 물질에 대한 연구를 시작, 이에 대한 풍부한 연구 경험을 바탕으로 이번 연구 성과를 냈다.

이 교수는 “양산에 적용 가능한 반도체 기술을 이용하여 일구어 낸 결과이기에 파급 효과가 매우 클 것으로 예상한다”며 “국내 반도체 분야의 신기술 개발뿐만 아니라 센서 산업 등의 발전에도 크게 기여할 것으로 기대한다”고 전했다.