웨어러블 기기에 적용 2차원 물질 대량생산 기술 개발

국내 연구진이 돌돌 말리는 휘어지는 디스플레이에 적용 가능한 2차원 물질의 대량생산 기술을 개발했다.
김선국 경희대 전자전파공학부 교수와 같은과 홍영기 연구교수, 이종수 경희대 응용물리학부 교수 공동 연구진은 웨어러블 소자로 활용가능한 2차원 나노판상 물질의 신성장법을 개발했다고 27일 밝혔다.
최근 많은 디스플레이 업체들은 웨어러블 기기에 적용할 수 있는 2차원 소재 기술 개발에 많은 투자를 하고 있다. 이를 위해 ‘전이금속 칼코겐 화합물’이 많은 연구가 되고 있지만 대면적으로 만들기 어렵다는 한계가 존재했다.
연구진은 이를 극복하기 위해 높은 압력에서 ‘이셀레늄화 몰리브덴(2차원 판상 구조를 갖고 있는 나노물질)’ 분말을 실리콘 웨이퍼에 성장시키는 방법을 통해 박막물질인 이셀레늄화 몰리브덴의 단결정 대면적 성장 기술을 개발하는데 성공했다. 이렇게 만든 대면적 이셀레늄화 몰리브덴 박막은 전기가 잘 통하고 기계적으로 안정한 특성을 보였다. 김선국 교수는 “웨어러블 기기에 적합한 소재”라며 “휘어지는 디스플레이에 활용할 수 있는 원천 기술을 개발했다”고 설명했다.
이셀레늄화 몰리브덴은 연마제나 촉매제로만 활용되다가 2011년 전기가 흐를 수 있다는 것이 밝혀진 이후 얇고 평평하며 잘 휘어지는 디스플레이에 적용하려는 많은 연구가 진행되어 왔다. 하지만 자연에서 발견되는 결정은 전기가 잘 통했지만 이를 전자기기에 적용하기 위해 평평하게 만들면 이런 성질을 잃어버렸다.
연구진은 이셀레늄화 몰리브덴의 대면적 생산기술 개발로 인해 기존의 딱딱하고 휘어지지 않는 실리콘 기반의 반도체를 대체할 수 있는 가능성을 확인했다고 설명했다. 김선국 교수는 “이번 원천연구를 보다 더 발전시켜 향후 디스플레이, 웨어러블 산업의 핵심 소재가 될 수 있도록 추가 연구를 진행해 나갈 계획”이라고 덧붙엿다.
연구결과는 재료분야 국제 학술지인 ‘어드밴스드 머터리얼스’ 3월호 표지논문으로 게재됐다.
[원호섭 기자]