국내 연구팀이 신소재인 흑린(黑燐·black phosphorus)을 이용해 안정성과 성능이 뛰어난 트랜지스터를 개발했다.

한국과학기술연구원(KIST)은 연구원 계면제어연구센터 최원국·송용원 박사 연구팀이 이런 연구 성과를 냈다고 17일 밝혔다.

다양한 전자기기가 발달하면서 투명하면서도 휘어지는 성질을 가진 고성능 반도체 개발의 필요성이 증가하고 있다. 그러나 현재 주로 사용되는 실리콘 소재의 반도체로는 이런 반도체를 만들기 어려워 신소재에 대한 연구가 활발하다.

흑린은 인과 원소는 같지만 모양과 성질이 다른 동소체로, 두께가 원자 수준으로 얇으며 원자가 층 구조인 특성을 갖고 있어 차세대 반도체 재료로 큰 관심을 받아왔다. 하지만 흑린은 공기 중에서 반응속도가 너무 높아 불안정하다는 단점 때문에 트랜지스터로 만드는 데 어려움이 많았다.

연구팀은 공기 중에서 직접적으로 반응하는 것을 억제하기 위해 흑린에 무기물인 얇은 산화알루미늄(Al2O3) 막을 감싸 트랜지스터 소자로서의 안정성을 확보하고 성능도 높였다.

연구팀은 이번에 개발된 흑린 트랜지스터가 향후 디스플레이용 박막 트랜지스터, 중앙처리장치(CPU), 메모리 등의 반도체산업에 활용될 가능성이 큰 것으로 기대했다.

이번 연구 성과는 나노과학 분야 국제학술지인 ‘ACS Nano’ 11월 4일자 온라인판에 게재됐다.