잉크처럼 재료 뿌려 만드는 '만능 전자소자' 나왔다

필요에 따라 기능을 자유자재로 바꿀 수 있는 만능 전자소자가 개발됐다.

한국연구재단(이사장 홍원화)은 연세대학교 강주훈 교수 연구팀이 잉크처럼 뿌려 만드는 2차원 나노재료로 트랜지스터와 다이오드, 그리고 광센서 기능을 자유롭게 바꿀 수 있는 재구성형 소자 기술을 개발했다고 8일 밝혔다.

재구성형 소자는 구조가 복잡, 정교한 장비 등이 필요하다. 전극 설계도 복잡해 산업응용에 한계가 있었다.

연세대 연구진. 강주훈 교수, 김강산 및 김지현 연구생(이상 공동1저자)

연구팀은 용액공정 기반 2차원 나노 재료를 기판 전체에 균일하게 뿌리는 방법을 고안했다. 이 방법으로 하나의 게이트 전극만으로도 트랜지스터 또는 다이오드처럼 작동하도록 설계했다.

먼저 연구팀은 2차원 반도체인 이황화지르코늄(ZrS2)를 산화시켜 형성한 산화지르코늄(ZrO2-x) 절연층 위에 반도체 재료인 몰리브덴 다이설파이드(MoS2)를 수직으로 쌓은 이종접합 소자를 제작했다. 전기적 기능이 상이한 두 재료를 수직으로 적층한 간단한 소자 구조지만, 다양한 기능을 구현할 수 있다.

또, 산화지르코늄 절연층의 산소결함을 활용해 빛에 반응하는 속도 조절에도 성공, 빠른 감응 속도와 장기 기억 특성을 모두 갖춘 새로운 방식의 광센서를 구현했다.