광소자 성능 향상 기여할 것으로 기대
미래창조과학부는 2차원 원자층 반도체에 빛을 흡수하면 기존에 관측할 수 없었던 엑시톤 형태의 새로운 반입자가 나타나는 현상이 국내 연구진을 통해 규명됐다고 8일 밝혔다.
원자층 반도체는 그래핀과 같이 두께가 원자층이지만 밴드갭이 있어서 빛의 흡수가 용이한 물질로, MoS2, WS2, MoSe2 등의 전이금속 디칼코게나이드계열의 2차원 물질이 대표적이다.
엑시톤은 반도체 물질이 빛을 흡수함으로써 만들어지는 입자다.
최현용 교수 연구팀(연세대)은 미래부 중견연구자지원사업 등의 지원으로 연구를 수행했으며, 이 연구는 세계적 권위의 학술지 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications) 지난달 25일자에 게재됐다.
광변환 효율은 학계에서 매우 낮게 보고 됐는데, 그 원인이 무엇인지는 많은 과학자들의 의문이었다. 최현용 교수 연구팀은 낮은 광변환 효율이 엑시톤이라고 불리는 매우 특이한 반입자가 2차원 물질에 존재함을 실험적으로 보이면서 반입자의 영향으로 광변환 효율이 낮음을 최초로 밝혀냈다.
최현용 교수는 “이번 연구는 과학계의 난제 중 하나인 낮은 광변환 효율의 근본적인 원인을 밝힌 것으로 앞으로 광센서, 광검출기, 태양 전지 등 다양한 광전자 분야에 기여할 것으로 기대된다”고 밝혔다.
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