유연·투명한 전자기기 활용 가능
국내연구진이 물에 나트륨(Na)을 넣어 신개념 이차원 반도체 소재인 나노시트(Nano sheet) 기술 개발에 성공했다.
한국전자통신연구원(ETRI)은 나노 두께 극초박막 형태 신물질로 큰 관심을 끌고 있는 이차원 반도체 나노시트를 제조하는 핵심기술 개발에 성공했다고 9일 밝혔다.
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| ETRI 연구진이 친환경 용매인 물과 나트륨 이온을 활용해 제조된 2차원 나노시트가 분산되어 있는 수용액을 살펴보고 있다. [제공=ETRI] |
흑연에서 얇게 한 층으로 쪼개 낸 그래핀과 같은 소재를 이차원 소재라 부른다. 이번에 개발에 성공한 나노시트는 이차원 소재 중 반도체에 속하는 소재들이다. 이차원 반도체는 두께가 나노 크기로 매우 얇게 쪼개질 수 있는 특이한 성질을 갖고 있다. 두께가 무시할 만큼 얇다는 의미로 가로, 세로의 이차원 형태만 고려해 이차원 반도체로 불린다.
ETRI 연구진은 잘 쪼개지는 결정석을 물에 넣어 나트륨(Na)을 첨가, 초음파를 가해 나노미터(nm) 이하 두께의 한 층, 한 층이 쪼개져 나오는 나노시트 기술 개발에 성공했다.
특히 표면이 산환되는 등 변성을 나타내는 기존 리튬이온을 이용한 이차원 반도체 박리 나노시트와 달리 전혀 물성의 변화가 일어나지 않았다.
이차원 소재의 변성이 일어날 경우 완전한 특성 회복이 매우 어려운 점을 고려할 때, 특성 개선을 위한 후속 공정 없이 이차원 반도체의 우수한 특성을 잘 활용할 수 있는 것이 가장 큰 장점이라고 연구진은 설명했다.
또 연구진은 나트륨 이온 활용 기술로 박리한 나노시트가 물 속에 고루 분산돼 떠있는 수분산액(水分散液)을 제조했다. 이 용액은 매우 안정적이어서 다양한 분야에 유용하게 사용될 수 있다.
윤선진 ETRI ICT소재연구그룹 박사는 “이차원 소재 나노시트는 향후 전기차의 고용량 축전지, 이차전지, 유연하고 투명한 전자기기 등에 활용될 수 있다”고 말했다.
구본혁 기자/nbgkoo@heraldcorp.com
