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[보도자료]포스텍 동문 충남대 교수, 반도체 소자 대체 신 소자 길 열어

2008-02-222,968

              日 도쿄대와 공동연구… 세계적 저널 ‘사이언스(Science)’ 최신호에 게재

포스텍 출신 송종현(36세) 충남대 교수가 발표한 논문이 최고 권위의 학술지인 사이언스(Science)지에 게재된다.

사이언스지는 2월 22일(미국현지 시간) 발행한 최신호에 송종현 교수의 논문 ‘수차 보정된 전자현미경을 이용한 화학 조성 및 결합의 원자 크기 단위적 시각화(Atomic-Scale Chemical Imaging of Composition and Bonding by Aberration-Corrected Microscopy)’를 게재했다.

송 교수의 이 연구는 나노 물질 합성과 분석에 대한 논문으로 일상생활에서 쓰이고 있는 반도체 소자를 대체할 수 있는 새로운 소자를 개발, 응용하는데 도움이 될 것으로 인정받고 있다.

전이 금속 산화물은 기존 반도체 물질과는 달리, 전기가 통하지 않는 절연체에서부터 전기 저항이 전혀 없는 초전도체까지 매우 다양한 특성을 띠고 있으며, 이러한 물질들이 천만분의 1 센티미터의 크기인 나노 사이즈로 겹겹이 쌓여진 ‘나노 적층 구조’는 기존의 반도체가 지닐 수 없었던 새로운 기능을 갖는다는 것이 이론적으로는 알려져 있었다. 그러나 현재의 합성 기술로는 한계를 뛰어넘을 수 없었다.

그러나 송종현 교수는 전이 금속 산화물 박막을 레이저 박막 증착 방법으로 증착시, 이 과정에서 발생하는 플라즈마를 활성화 시켜 줌으로써 이러한 문제를 해결하였으며, 이 기술의 개발은 현재 재료과학 분야의 가장 높은 권위를 지니고 있는 <Advanced Materials>지에 송종현 교수가 제1저자로 게재 승인을 이미 받아 놓은 상태이다. 이러한 신기술을 토대로 서로 다른 원자들을 인위적으로 마치 벽돌 쌓듯이 쌓아 올려서, 기존에 자연적인 상태에서는 존재 할 수 없었던 나노 구조의 신물질을 합성하는데 성공했다.

또한 기존의 격자 구조만을 확인 할 수 있었던 전자 현미경과는 달리, 합성된 나노 구조를 이루고 있는 원자들의 종류와 화학적 상태들 까지 분석해 낼 수 있는 전자 현미경을 개발했으며, 이를 통해 기존에는 전혀 가능하지 않았던 나노 구조의 정확한 화학적 구조까지 분석하여냈는데 이는, 기존의 전자현미경에서 생기는 수차를 극소화하고, 측정기에 유입되는 산란된 전자빔의 입사량을 극대화해 기존보다 측정 감도를 매우 높임으로써 가능했다.

이와 같은 성과는 기존에는 불가능하다고 여겨지던 성과이며, 현재 반도체위주 소자에서 나타나는 단점을 쉽게 보완할 수 있는 차세대 신 소자를 개발, 응용하는데 있어서 매우 중요한 과정으로 평가받고 있다.

송종현 교수는 이번 연구에 기본적인 아이디어를 제안하고 또 기획하였으며 국내의 연구 장비와 설비가 열악한 관계로 방학 때마다 매번 일본으로 건너가 방학기간의 대부분을 머무르면서 일본 도쿄대 해롤드 황(Harold Hwang) 교수와 공동연구를 통해 이번 연구를 진행시켜 왔다.

송종현 교수는 “나노 적층 구조 합성 기술과 전자 현미경 기술을 토대로 실제 소자를 구현하고 또 실제 응용할 수 있는 단계까지 연구할 예정”이라며 “이를 통해 1947년 벨 연구소에서 트랜지스터가 개발 되면서 일으킨 문명의 혁명을 다시 한국에서 일으켜 보고 싶다”고 말했다.

충남대 송종현 교수는 포스텍 물리학과에서 석사와 박사학위를 받은 한국 토종박사 출신으로 지난 2007년부터 충남대 물리학과 교수로 재직 중이다.