한국연구재단은 4일 한승우 서울대 교수 연구팀이 투명반도체 소자 성능을 획기적으로 높여줄 신소재 선별 기술을 양자계산을 통해 개발했다고 밝혔다.

투명반도체는 스마트 기기 터치패널과 광고용 투명 디스플레이 등 실생활에 많이 활용된다.

반도체 소자 성능을 극대화하기 위해선 n형 반도체와 p형 반도체 물질 성능이 모두 높아야 한다.

그런데 지금까지 알려진 p형 반도체 소재는 대체로 성능이 낮았다.

▲ 잘 알려진 p형 반도체와 n형 반도체 물질의 수소 불순물 형성에너지와 전공 유효질량

연구팀은 컴퓨터 양자계산만으로 우수한 p형 반도체 물질을 선별할 수 있는 기술을 만드는 데 성공했다.

연구팀은 해당 기술을 적용해 수많은 물질을 신속하게 살펴 'CuLiO'나 'La2O2Te' 등 투명하면서도 전기전도도가 우수한 p형 반도체 후보군을 새롭게 찾았다.

수많은 실험으로도 찾지 못한 우수한 소재를 발굴하는 길을 마련한 셈이다.

물질 내 수소 불순물 에너지를 이용해 기존 연구와 차별화한 높은 정확도를 보였다고 연구팀은 설명했다.

한승우 교수는 "신물질 선별을 실험으로 규명하기에는 막대한 비용이 들어 불가능하다고 여겨졌으나, 앞으로 훨씬 짧은 시간 안에 효과적으로 찾아낼 수 있게 됐다"며 "새로운 p형 반도체를 통해 고성능 투명 전자기기 산업화를 앞당길 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다.

연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단 미래소재디스커버리사업 지원으로 수행했다.

성과를 담은 논문은 네이처 파트너십 저널인 '엔피제이 컴퓨테이셔널 머터리얼즈'(npj Computational Materials) 3일 자에 실렸다.

과학팀  press@jeonpa.co.kr

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