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전북대 대학원생, 세계적 학술지 ‘사이언스’ 논문 게재

투명 유연 전자 소재 원천기술 질화붕소 합성 성공...연구팀 제1저자로 논문 게재

작성일 : 2018-11-21 15:53 작성자 : 박용주 (yzzpark@daum.net)

 

 

전북대 박사과정에 재학 중인 대학원생이 세계적인 학술지 ‘사이언스’에 제1저자로 논문을 게재해 학계의 관심이 집중되고 있다.

 

전북대 고분자·나노공학과를 졸업하고, 현재 대학원 BIN융합공학과 박사과정에 재학 중인 이주송 연구원이 바로 그 주인공.

 

네이처(Nature)와 사이언스(Science), 셀(Cell)은 일명 ‘NSC’로 불리며 세계에서 가장 영향력 있는 최고 학술지로 손꼽힌다. 그만큼 연구자들도 이 저널에 논문을 싣는 것을 최고 영예로 여긴다.

 

대학원생으로 연구팀에 합류한 이 연구원은 질소와 붕소로 구성된 2차원 절연 소재 질화붕소(hBN)를 대면적 단결정 박막으로 합성하고, 이를 기판으로 활용 다양한 2차원 물질과 이종 적층구조를 대면적 단결정 박막으로 합성하는 기술을 개발해 세계 최고 저널인 사이언스지에 제1저자로 논문을 게재했다. 연구 책임자인 한국과학기술연구원(KIST) 김수민 박사, 전북대 BIN융합공학과 이승희 교수의 지도를 받았고, 성균관대와 동국대학교가 공동으로 연구했다.

 

교수가 아닌 대학원생이 사이언스에 제1저자로 논문을 게재한 것은 전북대가 2008년 세계적 수준의 연구중심대학원(World Class University) 육성 프로그램으로 대학원 과정의 BIN융합공학과를 설립한 이래 10년 만에 이룬 쾌거다.

 

단결정 2차원 물질은 전기적인 특성, 유연성, 투명성이 우수해 차세대 투명 유연 전자 소자의 핵심 소재로 꼽힌다. 또한 가스를 투과시키지 않아 기존 유기 전자 소자의 가스 장벽으로 활용 가능성도 높은 소재다. 그 중 질화붕소는 2차원 물질 중에서 유일하게 절연 특성을 지닌 물질로, 2차원 물질로 구성된 투명한 플렉서블, 웨어러블 소자 구현 시 절연층으로 주목받고 있다.

 

그러나 기존 합성법으로 개발된 대면적 질화붕소는 다결정 형태로 합성, 질소와 붕소의 원자결합이 불완전해 절연 특성이 떨어지는 문제가 있었다. 이에 대면적 단결정 질화붕소 합성은 난제로 남아 있었다.

 

연구팀은 대면적 액상 금 표면 위에 질화붕소의 결정립이 동일한 결정 방향으로 형성되는 ‘자가 줄맞춤(Self-collimation)’ 현상을 이용해 단결정 질화붕소 박막 합성에 성공했다.

 

이번 연구결과는 세계 최초로 이종 원소로 구성된 2차원 소재를 대면적 단결정으로 합성할 수 있는 원천기술 개발한 것으로 학계의 주목을 받고 있다.

 

또한 다양한 2차원 소재의 이종 적층구조를 대면적 단결정으로 성장할 수 있는 새로운 연구 패러다임을 제시했다는 평가도 받고 있다. 이를 통해 차세대 투명 유연 전자 소자 및 가스 배리어, 센서, 필터 등 기술개발도 탄력을 받을 전망이다.

 

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