공기와 닿아도 산화되지 않는 페로브스카이트 트랜지스터 작성일 07-02 47 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">노용영 포스텍 교수 연구팀, 네이처에 공개…"미래 전자산업에 적용"</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="5j744KNdnB"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="0aedd853691c700ff66c0b952ddd92744e56fca3fbdde36b31019567f564a4b5" dmcf-pid="1Az889jJeq" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="왼쪽부터 이동현 포스텍 화학공학과 통합과정생, 노용영 교수, 박건웅 박사, 노유진 박사. 포스텍 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202607/02/dongascience/20260702000124238xmck.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="ZFNssE1yJb" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202607/02/dongascience/20260702000124238xmck.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 왼쪽부터 이동현 포스텍 화학공학과 통합과정생, 노용영 교수, 박건웅 박사, 노유진 박사. 포스텍 제공 </figcaption> </figure> <p contents-hash="c91ffdb08468c7c93356b9190cbd2fc8bc2846d687c8f9220e3a45d303fc0be2" dmcf-pid="tXLDDjHliz" dmcf-ptype="general">공기와 닿으면 산화가 일어나 결함이 생기는 반도체 문제를 해결할 수 있는 페로브스카이트 트랜지스터가 개발됐다. 미래 전자산업 분야에 적용될 것으로 기대된다. </p> <p contents-hash="867c46eb78c15dc28ef20a02ea85201100d5272e9776122b5dd702ef574e295e" dmcf-pid="FZowwAXSn7" dmcf-ptype="general">포스텍은 노용영 화학공학과 교수 연구팀이 박지상 성균관대 교수 연구팀, 아오 리우 중국 전자과학기술대(UESTC) 교수 및 휘휘 주 교수 연구팀과 함께 고성능·고안정성 페로브스카이트 트랜지스터를 개발하고 연구 결과를 국제학술지 ‘네이처’에 1일 발표했다고 이날 밝혔다. </p> <p contents-hash="5aec6063692bab51d0cd0d0311e4908da2ed2c21df67ab3eab9b8168ee4dbb36" dmcf-pid="35grrcZviu" dmcf-ptype="general">스마트폰 속에는 수많은 트랜지스터가 있다. 트랜지스터는 전기 신호를 켜고 끄는 작은 스위치로 전자를 나르는 'n형'과 정공(전자가 빠져나가 생긴 자리)을 나르는 'p형'이 있다. 두 종류의 트랜지스터가 균형을 이뤄야 고성능·저전력 반도체를 만들 수 있다. </p> <p contents-hash="bc6dc19db6eb392ea402c1c43b5c7106d3df6e97f06b0c785399981dd55d6918" dmcf-pid="01ammk5TJU" dmcf-ptype="general">p형 트랜지스터는 성능을 끌어올리기 까다로워 과학기술정보통신부(과기정통부)의 '반도체 분야 10대 미래 난제'로 꼽혔다. 주석 기반 페로브스카이트는 p형 트랜지스터 난제를 풀 유력한 후보로 주목받고 있다. </p> <p contents-hash="0bbce484045cf367931cb1dfbc4b14f97ddb023ad5d0bd3bcef6059d2b473df9" dmcf-pid="ptNssE1ydp" dmcf-ptype="general">빛을 전기로 바꾸는 차세대 핵심 소재인 주석 기반 페로브스카이트를 이용해 p형 트랜지스터를 제작하면 정공이 매끄럽게 흐르고 메모리 반도체와 고성능 디스플레이를 구동하는 저온 다결정 실리콘(LTPS)이나 산화물 반도체에 맞먹는 성능을 낼 수 있다. </p> <p contents-hash="79fd96d93785d06b7c7e5fa4664c95a04ecc5938e376d1bdeac3035b301c8a90" dmcf-pid="UFjOODtWe0" dmcf-ptype="general">문제는 주석 기반 페로브스카이트가 공기에 매우 약하다는 점이다. 페로브스카이트 결정에 편입되지 못하고 표면에 남은 미반응 주석 이온이 공기와 만나 산화되면 전하 흐름을 막는 결함이 생겨 반도체 성능이 순식간에 무너진다.</p> <p contents-hash="a6c71a289f9bd524e21c066d9fbb93c11a2685e84bf91da1f3af56b4562ec6ad" dmcf-pid="u3AIIwFYi3" dmcf-ptype="general">연구팀은 '휘발성 표면 재구축(Volatile Surface Reconstruction)'이라는 전략을 해결책으로 제시했다. 주석 기반 페로브스카이트로 만든 세슘-주석-아이오딘(CsSnI₃) 반도체 표면에 칼륨 아세테이트(KAc)라는 물질을 처리해 미반응 주석 이온이 휘발성 화합물인 주석 아세테이트(Sn(Ac)₂)로 바뀌어 공기 중으로 날아가게 만드는 전략이다. </p> <p contents-hash="22f36027b41d34a631fd39ce1ab34e305a35c8ccc777ef4999e5e69d5064c37f" dmcf-pid="70cCCr3GdF" dmcf-ptype="general">연구팀의 실험 결과 주석 이온이 빠져나간 자리에는 칼륨 아이오다이드(KI)가 자연스럽게 생성됐다. 외부 환경으로부터 반도체를 지키는 자가방어층도 만들어졌다. </p> <p contents-hash="750fc52f95f68cb97e19ca5ec78d0693940564ca729df6a49c79fc2d4f8eb805" dmcf-pid="zpkhhm0HLt" dmcf-ptype="general">소자를 켜는 데 필요한 문턱전압은 낮아졌고 정공 이동도는 50cm²/V·s(제곱센티미터 퍼 볼트 세컨드)를 넘어섰다. 전류를 켜고 끌 때의 차이를 보여주는 전류 점멸비는 1억(10⁸) 이상을 기록해 세계 최고 수준의 p형 페로브스카이트 트랜지스터 성능을 보였다. </p> <p contents-hash="49cbdcee1e452a12c39ffd6f5005d95aa706941096db2041ecc95d52d0715684" dmcf-pid="qUEllspXR1" dmcf-ptype="general">기존 소자가 공기 중에서 몇 분 만에 무너졌다면 연구팀의 소자는 4시간 넘게 안정성을 유지했다. 100℃의 가속 열화 조건에서도 한 달 이상 초기 성능을 유지했다. </p> <p contents-hash="432834a1478c2ab5b485476678c59169ead2cf66482d7a627cbb3b857f2e4675" dmcf-pid="BuDSSOUZL5" dmcf-ptype="general">노 교수는 ““향후 인공지능(Al) 연산용 수직 적층형 DRAM 메모리 소자, 차세대 디스플레이 구동 회로를 비롯해 웨어러블 기기, 고집적 반도체 소자 등 폭넓은 미래 전자산업 분야 핵심 기술로 쓰일 것으로 기대된다”고 전했다. </p> <p contents-hash="4dd565c09b54b19fa3f42a9043f3e09b6f1c03ea116e19f5d02c08ee88a47c90" dmcf-pid="bHnEENGhnZ" dmcf-ptype="general"><참고 자료><br> doi.org/10.1038/s41586-026-10714-1</p> <p contents-hash="aec2d53a170aa8f8554db1cb631bc50d64ea031eca191598c3b530ddea7358ae" dmcf-pid="KXLDDjHleX" dmcf-ptype="general">[문세영 기자 moon09@donga.com]</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 동아사이언스. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 스포티파이스포티파이, 서울 러닝 문화 담은 신규 에디토리얼 플레이리스트 ‘Run Seoul’ 선보여 07-02 다음 포스텍, 고성능·고안정성 페로브스카이트 트랜지스터 세계 최초 'Nature' 보고 07-02 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
