나노기술 및 정책 정보

• 목록

제어 가능한 도핑으로 발생되는 정밀 에너지 밴드(energy band) 갭조절은 광전기 신에너지 분야에서 반도체 나노 소재를 응용하는 핵심적인 전제 조건이 되고 있음.

최근 중국 베이징(北京, 북경) 이공(理工) 대학교 장자타오(張加濤) 교수 연구팀은 표면 공공(vacancy)를 이용하여 이온교환 반응에서의 속도 포텐셜 장벽(potential barrier)을 극복하는데 성공하고 새로운 합성 방법을 개발하여 이중 전자가(double heterovalent) 이온 도핑(doping) 반도체의 나노결정/양자점 연구에서 혁신적인 성과를 도출함.

나노결정 속에 이중 전자가(double heterovalent) 불순물을 도핑시키면 추가적인 중간 에너지 준위, 전자/홀(hole)을 도입할 수 있기 때문에 나노 결정의 광학, 전기학, 자기학 등의 특성을 효과적으로 조정 제어할 수 있음. 자체 청정 효과의 영향으로 인해 안정적이고 효율적인 도핑 나노 결정을 합성하는 것은 어려움. 특히 다원 시스템에서 제어 가능한 이중 도핑을 실현하기 어려움.

장자타오(張加濤) 교수 연구팀은 CuInX2(X="S," Se) 나노결정을 시작 소재로 사용하여 표면 공공(vacancy)을 만들기 위해 이온 교환 방법을 개발하였으며, 표면에서 정밀하게 Cu 빈자리와 In 빈자리를 만들어, 반응속도 포텐셜 장벽(potential barrier)을 낮춤으로써 반응속도가 매우 느린 반응을 빠르게 진행시킴으로써 Cu, In 더블 도핑의 CdX와 ZnX 나노결정/양자점을 개발하는데 성공하였음.

연구팀이 개발한 방법은 보편적으로 적용할 수 있는 특성을 가지므로 더 많은 황반도체 나노 결정 소재에 대한 정확한 구성 및 도핑 제어가 이루어질 수 있음.

본 연구 성과는 ‘Chem’ ("Unique Cation Exchange in Nanocrystal Matrix via Surface Vacancy Engineering Overcoming Chemical Kinetic Energy Barriers") 지에 게재됨.