포스텍(포항공과대학교, POSTECH) BK21 지식산업형소재시스템사업단(신소재공학과) 조문호 교수와 박사과정 강기범, 김철주 씨 연구팀은 화학기상증착법(chemical vapor depositionㆍCVD)만으로 금속 박막 위에 나노미터(nm) 크기의 니켈 실리사이드를 자발 성장시킬 수 있는 공정법을 개발했다.
특히 이 연구 결과는 전자 소자를 구현하는 핵심적인 물질인 니켈 실리사이드 나노와이어의 합성에 대한 성장 메커니즘을 최초로 규명했을 뿐 아니라, 나노와이어의 자발성장 과정에서 니켈 산화물의 역할을 밝혀 나노와이어의 성질을 자유자재로 제어할 수 있게 됐다는데 큰 의미가 있다.
나노 기술(NT) 분야의 세계적 권위지인 <나노 레터스(Nano Letters)> 최신호에 이전의 ‘어드밴스드 머터리얼스(Advanced Materials)’과 연작으로 발표된 이 연구 결과는 나노 전자 소자, 디스플레이 소자, 그리고 구부릴 수 있는 플렉서블(flexible) 소자 등 다양한 나노 소자 개발에 핵심적인 공정법으로 활용될 것으로 기대된다.
금속성을 띄는 니켈 실리사이드(NiSi)는 반도체와 전자 소자를 접합하거나 배선할 때 사용되는 물질이다. 특히 우수한 품질의 실리사이드 물질 합성은 나노 전자 소자의 특성과 성능을 좌우하는 중요한 요소다.
조 교수팀은 나노 촉매를 이용한 기존의 화학기상증착법을 발전시켜 촉매 물질이 없이도 대면적의 박막 위에 자발적으로 나노와이어를 성장시키는 공정을 개발했으며 이 기술을 통해 저온에서도 실리사이드의 합성이 가능하다는 사실을 밝혀냈을 뿐 아니라, 니켈 실리사이드 나노와이어 전자방출소자(electron emission device)로도 응용할 수 있다는 가능성도 제시하였다.
또한, 연구팀은 니켈의 산화물층이 니켈 실리사이드 나노와이어 성장에 중요한 역할을 한다는 사실도 규명해 이 나노와이어의 성장을 마음대로 조절할 수 있는 기술 개발의 가능성을 연 것으로 평가받고 있다.
