나노기술 및 정책 정보

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포스텍 신소재공학과 손준우 교수와 박재성 박사 연구팀은 최시영 교수와 공동연구를 통해 고체기반 전기화학 스위칭 소자의 동작 속도를 조절하는 기술을 개발. 연구팀은 대칭성이 높은 육각 원자 구조를 갖는 산화알루미늄 기판 위에 대칭성이 상대적으로 떨어지는 원자 구조를 갖는 VO₂ 박막을 키움. 그 결과 두 소재의 대칭성 차이로 인해 VO₂ 박막에서 나노미터(㎚·10억분의 1m) 간격마다 ‘면결함’이 만들어짐. 면결함은 VO₂가 산화알루미늄 기판의 결정성에 따라 억지로 구조를 형성하려다 깨지면서 만들어지는 경계면으로 면결함은 마른 논이 갈라진 것처럼 박막 표면이 이리저리 갈라진 모양으로 나타남. 수소 이온은 물질의 격자를 타고 움직이는 것보다 이 면결함을 따라 움직이는 것이 훨씬 빠른 것으로 나타났으며. 손 교수는 “면결함을 통한 확산 계수와 기체에서 고체 소자로 전달되는 정도를 뜻하는 계면 교환 계수가 모두 수십만 배 증가하는 것으로 나타났다”고 언급. 면결함이 수소 이동을 위한 고속도로 역할을 하는 셈으로, 이렇게 면결함을 추가한 VO₂ 전기화학 트랜지스터를 제작해 분석한 결과 동작이 빨라지는 것으로 확인. 본 연구 성과는 ‘ACS Nano’ 지에 게재되었으며, 삼성전자 미래기술육성센터와 미래창조과학부 기초연구사업, 글로벌프론티어사업, 산업통상자원부 산업기술혁신사업 지원으로 수행되었음.