국내연구진, 3나노미터 두께의 얇은 광소재 개발 성공

국내 연구진이 3nm(나노미터) 두께의 얇은 광소재 개발에 성공했다. 연세대 김형준 교수와 송정규 연구원은 가시광선 흡수율을 기존 대비 4배 이상 높인 얇은 광소재 개발에 성공했다고 18일 밝혔다.

연구팀은 차세대 물질인 전이금속 이황화물질(MoS2, WS2)을 이용했다. 유연하고 가볍고 종이처럼 얇고 휘어지는 이황화물질은 광센서, 광전지 등에 사용할 수 있는 소재다. 그동안 이 물질이 흡수하는 빛의 파장을 넓히기 위한 다양한 노력이 있었지만 기존 대비 4배 이상 높인 건 이번이 처음이다.

연구팀은 원자를 쌓아 올리는 ‘원자층 증착법’에 주목했다. 반도체 산업에서 메모리 용량 등을 늘리기 위해 사용하는 기술이다. 원자 단위의 얇은 막에 또 다른 막을 쌓아 올리면서 새로운 광소재를 만들었다.

이번에 개발한 광소재는 붉은색부터 초록색까지 넓은 영역대의 기시광선을 흡수할 수 있다. 김형준 교수는 “초박막 소재를 원자단위로 조절하는 기술은 소재의 물성을 자유자재로 다룰 수 있다는 의미”라며 “앞으로 종이보다 얇고 구겨지는 태양전지, 광센서 등이 상용화 되는데 기여할 것으로 기대한다”고 말했다.

이번 연구는 미래창조과학부와 한국연구재단이 지원하고 있는 기초연구사업 및 글로벌프론티어사업으로 수행됐다. 연구 결과는 네이처가 발행하는 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스(Nature communications)’에 지난 달 23일 게재됐다.

강기헌 기자 emckk@joongang.co.kr
[사진=한국연구재단]