UNIST 정건욱 교수팀, 무전사 이황화몰리브덴 LED 소자 제조 기술 개발 작성일 05-26 43 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">2D 기반 광원 대량 생산 기반 마련<br>‘Nano Letters’ 부표지 논문 선정</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="8a3Zpn8BYU"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="a7334bf1422d3a392fb100fa00552243efea6dc657103dfa8ccfe9a665d0a785" dmcf-pid="6O2qfwLx5p" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="기판 위에서 직접 성장한 2차원 반도체 LED 소자의 구조.ⓒUNIST" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202605/26/dailian/20260526133939680eupd.jpg" data-org-width="700" dmcf-mid="4kLegHIkHu" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202605/26/dailian/20260526133939680eupd.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 기판 위에서 직접 성장한 2차원 반도체 LED 소자의 구조.ⓒUNIST </figcaption> </figure> <p contents-hash="cc02b3bf75e9fa1c716e777439b3bf1eab7eea311697da74d064b067fec39cc7" dmcf-pid="PIVB4roMZ0" dmcf-ptype="general">국내 연구진이 2차원 반도체를 기판 위에서 바로 자라게 해 빛을 내는 LED 소자를 제조했다. 얇은 2차원 재료를 떼어내 기판에 옮겨 붙이는 과정이 생략되면서 차세대 광소자·양자광원으로 주목받는 2차원 LED 소자를 대량으로 생산할 수 있는 길이 열렸다.</p> <p contents-hash="16a944ffac55e7b2d38238fe938d13da4756a61f999b9ee1e4539010909e6e59" dmcf-pid="QCfb8mgRG3" dmcf-ptype="general">울산과학기술원(UNIST)은 물리학과 정건욱 교수팀이 2차원 반도체인 이황화몰리브덴을 발광층으로 하는 LED 소자를 전사 과정 없이 제조하는 데 성공했다고 26일 밝혔다.</p> <p contents-hash="04eb2f826937f4746ff9e6d1a0bd1ed81c97dc3e03f3edf1ca4dc745b80ee892" dmcf-pid="xh4K6saeXF" dmcf-ptype="general">이황화몰리브덴은 원자 몇 층 두께에서도 가시광 영역의 빛을 낼 수 있는 2차원 반도체로, 차세대 광소자와 양자광원 소재로 주목받는 소재다.</p> <p contents-hash="233d2dc1296ec6c5b188155021162593859d1d48fe1f737c6774e10fc6c33d03" dmcf-pid="y4hmS93GHt" dmcf-ptype="general">기존 2차원 반도체 LED 소자는 얇은 2차원 반도체 소재를 별도로 합성한 뒤 이를 떼어내 기판에 옮기는 전사 과정을 거쳐 만들어져왔다.</p> <p contents-hash="64da3bf8d34260b018eb4e426451778c9cf36792475e0f0bf4aae2fb5859960b" dmcf-pid="W8lsv20H11" dmcf-ptype="general">이 과정에서 2차원 반도체 조각의 크기와 모양이 일정하지 않고 오염이나 기판과 2차원 반도체 사이의 빈틈이 발생하기 쉬워 여러 소자를 균일하게 대량으로 제작하기 힘들었다.</p> <p contents-hash="668e392e05516d7191c1dc26a66f1725824dde51db6e1a95d3e6ca72f9404340" dmcf-pid="Y6SOTVpXH5" dmcf-ptype="general">연구팀은 이황화몰리브덴을 기판에서 직접 성장시켜 소자를 만들 수 있도록 소자 구성 물질과 공정 순서를 설계해 고품질의 LED 소자를 제조할 수 있었다.</p> <p contents-hash="39c841982ce4d37082bf02cb13b68d2216ecc9e71d98658d83be4e10c92ce64a" dmcf-pid="GPvIyfUZHZ" dmcf-ptype="general">LED 소자는 보통 p형 반도체와 n형 반도체 사이에 발광층 반도체가 들어가는 구조다. 연구팀은 p형 질화갈륨(GaN) 위에 이황화몰리브덴 발광층을 직접 성장시키고, 그 위에 n형 산화아연(ZnO) 나노막대를 수직으로 자라게 한 소자 구조를 설계했다.</p> <p contents-hash="58e38f6334eb2f421d700caa20d5f034d7830adb87002fde8af9f0d4cf783bec" dmcf-pid="HQTCW4u5tX" dmcf-ptype="general">세 물질은 모두 육각형 결정 구조를 갖고 있어 질화갈륨 위에서 이황화몰리브덴 박막을 직접 성장시킬 수 있고 이황화몰리브덴 위에 산화아연이 층을 이루며 형성될 수 있다.</p> <p contents-hash="7f734635389581b7b2a5a595c51e838deed8bbf3994aaec4e7e2780f7eeac0d5" dmcf-pid="XxyhY871tH" dmcf-ptype="general">또 열에 민감한 이황화몰리브덴이 손상되지 않도록 고온 공정이 필요한 질화갈륨을 가장 먼저 증착시켰다.</p> <p contents-hash="05bd016c048e9f1e8b805b70d25a6ced969ec67ffeaeeb09aae8b3893089bd75" dmcf-pid="Z4hmS93GHG" dmcf-ptype="general">이 소자는 2차원 반도체 LED에 필요한 구조적·광학적 조건을 모두 갖춘 것으로 나타났다. 세 물질은 결정 방향이 맞는 단결정 적층 구조를 이뤄 균일한 소자 제작에 유리하다.</p> <p contents-hash="d50bb62ad787d1a1b4364a0a97cad4508fcf358ed9d5c45853a1f1bc11ac6b1a" dmcf-pid="58lsv20H1Y" dmcf-ptype="general">또 전류를 흘렸을 때는 이황화몰리브덴 발광층에서 붉은빛이 나타났는데 630㎚와 705㎚의 두 발광 신호가 명확히 확인됐다.</p> <p contents-hash="928211fd57d89f6ed15b1b4836a82bf465011b8b1f621450b4d94ba552d9ab91" dmcf-pid="tPvIyfUZXy" dmcf-ptype="general">이는 이 소자가 일반적인 LED를 넘어 스핀-궤도 결합이라는 양자 현상을 활용하는 양자광원 소자로도 활용될 수 있는 잠재력을 보여주는 결과다.</p> <p contents-hash="4ec84c28b5fc2e5575eec3e7f55b0a46580640e476bc9c0b23170b3f1832b8a3" dmcf-pid="FQTCW4u5tT" dmcf-ptype="general">정건욱 교수는 “2차원 반도체 LED가 연구실 단위 시연에 머물렀던 이유 중 하나는 얇은 박막을 옮겨 붙이는 공정의 불균일성”이라며 “연구는 발광층을 기판 위에서 직접 자라게 해 2차원 반도체 LED도 기존 반도체 공정처럼 균일한 적층 구조로 만들 수 있음을 보인 사례”라고 설명했다.</p> <p contents-hash="2e32c68ca22897ee5c91b2a2f7df8c3b659608e4f0b937a5944dac17390b0f9c" dmcf-pid="3xyhY871Yv" dmcf-ptype="general">이어 “소자 효율을 더 높여 질화갈륨 기반 LED 공정과 결합한다면 붉은색 화소나 양자광원 소자로 발전시킬 수 있을 것”이라고 덧붙였다.</p> <p contents-hash="51b6a227666453b2a9de7bbaccc63ff6a58ed5df85a3dc234e508f1fec30ab3b" dmcf-pid="0MWlG6zttS" dmcf-ptype="general">연구 결과는 국제학술지 ‘나노레터스’(Nano Letters)의 부표지 논문으로 선정돼 지난 4월 21일 온라인 공개됐다.</p> <p contents-hash="82b5d811de97402d9a054c5f355745e6145306c79607f2a005b90165db9eb761" dmcf-pid="pRYSHPqFHl" dmcf-ptype="general">한편, 연구는 과학기술정보통신부 한국연구재단, 산업통상부 한국산업기술진흥원의 지원을 받아 이뤄졌다.</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 데일리안. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 '돌싱N모솔' 자녀·결혼·이혼 이유 공개 05-26 다음 "래스커상·울프상…노벨상 가는 '길목상'부터 韓 과학자 적극 추천" 05-26 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
