아주대 연구팀, 차세대 무기물 소재 제어 방법 개발

사진=아주대 제공

[이데일리 신하영 기자] 국내 연구진이 차세대 소재 중 하나로 주목받아온 페로브스카이트 산화물 이종 구조에서 전도성을 제어할 새로운 방안을 발견했다. 웨어러블 기기나 신개념 디스플레이 분야에서 차세대 반도체 개발에 활용될 수 있는 기술로 평가받는다.

아주대는 이형우(사진) 물리학과(대학원 에너지시스템학과) 교수팀이 페로브스카이트 산화물 이종 구조에서 빛·물을 활용, 전도성을 가역적으로 제어할 새로운 방안을 제시했다고 밝혔다. 이번 연구는 한국연구재단의 우수신진연구·기초연구실지원사업(BRL) 지원을 받아 수행됐으며, 엄기태 성균관대 연구교수, 김성규 세종대 교수가 참여했다. 연구결과는 저명 국제학술지(Nano Letters) 7월호에 게재됐다.

페로브스카이트 산화물 이종구조는 차세대 소재로 주목받았지만 안정적인 전도성 제어가 어렵다는 점이 한계로 거론됐다. 연구팀은 단결정 페로브스카이트 산화물 이종구조 내 전자가스의 전도도를 UV 빛(자외선)을 이용, 점진적으로 증가시키고 표면처리를 통해 변화된 전도도를 원상복귀 시킬 수 있음을 입증했다.

UV 노출 시간에 따라 전자가스의 지속적 광전도성 레벨이 단계적으로 증가하고, 이종구조 중 란타늄 알루미네이트(LaAlO3) 표면이 물에 노출될 경우 전도도는 처음의 값으로 복원됐다. 페로브스카이트 산화물 이종구조의 전도성을 가역적으로 제어할 수 있는 방안을 찾은 것이다.

이형우 교수는 “이번 연구에서 제안한 페로브스카이트 산화물 이종구조의 가역적 제어 기술은 완전히 새로운 패러다임을 요구하는 차세대 반도체의 개발에 활용될 수 있을 것”이라며 “해당 물질이 투명하고 얇다는 특성을 가지고 있어 이러한 특성을 기반으로 한 웨어러블 기기나 스마트 윈도우 등 차세대 디스플레이에의 적용이 기대된다”고 말했다.