국내 연구팀이 원자 단위의 미세 조절기술을 통해 가시광 흡수율을 4배 이상 높인 3나노미터(nm) 두께의 얇은 광소재를 개발했다.
 
한국연구재단이 18일 공개한 바에 의하면 연세대 전기전자공학과 김형준 교수 연구팀이 초박막 광소재를 개발하는 데 성공하였으며 이는 태양전지와 광센터 등에 활용 가능하다.
 
연구팀은 원자층 증착법을 새롭게 도입해 금속이 포함된 원료와 반응 가스를 교차해 주입함으로써 박막을 성장시켰는데, 이 증착법은 기판 표면에 원자 단위로 얇게 박막을 씌우는 데 활용되던 것이다.
 
연구팀은 몰리브덴 소스와 텅스텐 소스 배합 후 반응 가스와 교차 주입시킴으로써 원자비율이 조절된 산화물 합금을 만든 뒤 황화 공정으로 마무리하는 방식을 이용했는데, 이 때 밴드갭 조절이 가능해져 광 흡수율이 높은 소재를 만들어낼 수 있다고 설명했다.
 
이번 연구를 통해 개발된 광소재는 3nm로 매우 얇은 두께임에도 붉은색에서 초록색까지 넓은 영역대의 가시광선 빛을 흡수할 수 있고, 기존 전이금속 이황화 초박막 반도체와 같은 두께에서 4배 향상된 광 흡수율을 보이는 큰 특징을 가진 것으로 확인됐다.
 
김 교수는 “초박막 소재를 원자 단위로 조절하는 기술은 소재의 물성을 자유자재로 조절할 수 있다는 측면에서 큰 의미가 있다”며 “이 기술은 종이보다 얇고 구겨지는 태양전지와 광센서 등을 상용화하는 데 많은 도움이 될 것”이라고 전했다.
 
한편 이번 연구 결과는 미래부와 한국연구재단이 지원하는 기초연구사업 및 글로벌프론티어사업으로 수행된 것으로, 과학저널 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 7월 23일자에 실렸다. [시사포커스 / 김유빈 기자]