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(대전= 정찬욱 기자 = 충남대학교는 분석과학기술대학원 박인혁 교수팀과 홍콩 이공대학 공동 연구팀이 차세대 반도체용 2차원 유기 페로브스카이트 신규 물질을 개발했다고 12일 밝혔다

페로브스카이트는 화학 구조식 'ABX3'를 가지는 물질로 A는 큰 양이온, B는 작은 양이온, X는 음이온을 나타낸다.

3차원 구조를 갖지만, 2차원 구조를 갖는 'Ruddlesden-Popper phase'(RP 상), 'Dion-Jacobson Phase'(DJ 상)이 존재한다.

그러나 2018년 발견된 A, B, X가 모두 유기물인 '유기 페로브스카이트'는 기존 무기, 유·무기 페로브스카이트와 달리 전하 균형이 맞지 않아 2차원 상이 존재할 수 없다고 알려져 왔다.

연구팀은 격자의 가장자리(edge)에 추가적 B 양이온을 넣고, 새로 개발한 CMD 분자를 A 양이온으로 사용하면 수소결합을 통해 추가적 B 양이온이 안정화돼 2차원 구조를 갖는 유기 페로브스카이트가 존재할 수 있음을 세계 최초로 밝혀냈다고 설명했다.

이번에 개발한 신규 물질 구조의 이름은 처음 발견한 사람으로 하는 과학계 관례에 따라 연구팀의 최화섭 박사후연구원과 홍콩 Kian Ping Loh 교수의 'Choi-Loh-van der Waals phase'(CL-v 상)으로 했다.

박인혁 교수는 "기존 실리콘 반도체 소자의 한계를 뛰어넘는 차세대 2차원 반도체 소자의 마지막 핵심 물질인 고유전율 2차원 절연 물질을 개발함으로써 반도체 소자의 소형화, 고성능화를 이룰 수 있을 것"이라고 말했다.

이번 연구 결과는 국제 학술지 사이언스에 이달 초 실렸다.