김근수 포스텍 물리학과 교수와 최형준·이연진 연세대 물리학과 교수 연구진팀은 인(P) 원자 한 겹 두께의 2차원 물질인 ‘포스포린’에 칼륨(K) 원자를 붙여 반도체 성질을 갖게 하는 데 성공했다고 밝혔다. 이 연구 성과는 지난 14일 세계적 권위의 과학저널 '사이언스'에 발표됐다.
그래핀은 육각형의 탄소 덩어리가 얇은 판 형태를 이루는 물질로, 철보다 200배 강하고 구리보다 전류가 100배 잘 흐르는 특성이 있다.
이 물질을 반도체로 이용하려면 물질 안에서 전자가 쉽게 흐르지 않도록 이동을 가로막는 에너지 장벽이 필요하다. 하지만 그래핀에 이런 밴드갭이 없다는 사실이 확인되면서 최근 이를 극복한 물질을 발굴하는 데 연구진들의 사력을 다하고 있다.
연구진은 두께가 0.5㎚(나노미터·10억분의 1m)인 막 형태의 포스포린에 칼륨을 집어넣으면 반도체처럼 밴드갭이 생긴다는 사실을 찾아냈다. 연구진은 이 물질을 이용하면 얇고 잘 휘며, 전기가 잘 통하는 차세대 반도체를 만들 수 있을 것으로 전망하고 있다. vitamin@kukimedia.co.kr