기존 전자소자 한계 극복한 박막 트랜지스터 개발
<네이처 커뮤니케이션즈>, <어드밴스드 머티리얼즈> 게재

전자ㆍ전파공학과 김선국 교수가 교육과학기술부와 한국연구재단의 '이달의 과학기술자상’ 1월 수상자로 선정됐다. '이달의 과학기술자상’은 학ㆍ연ㆍ산에 종사하는 연구개발인력 중 우수한 연구개발성과로 과학기술 발전에 공헌한 연구자를 발굴ㆍ포상하는 제도로, 매월 1명씩 선정된다.

김선국 교수는 차세대 투명ㆍ유연 전자회로 구현을 위해 기존 전자소자의 한계를 극복한 높은 전자이동도와 유연성을 가진 2차원 구조의 다층 이황화몰리브덴(MoS2) 기반의 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 세계 최초로 개발한 공로를 인정받았다. 관련 연구 결과는 2012년 8월 21일 자 <네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)>와 2012년 11월호 <어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials)>(Vol.24, Issue 43) 표지논문에 게재됐다.

"창의적 관점에서 원천기술 확보할 것"
최근 정보기술(IT)과 모바일기기의 발전으로 인간과 전자기기 간의 상호 전달을 도와줄 수 있는 오감증강 전자회로 연구가 활발히 진행되고 있다. 시각, 촉각, 청각, 미각, 후각 등 오감을 인식하는 전자회로를 구현하기 위해 인간의 피부나 장기에 잘 적용되도록 쉽게 구부러지고 늘어나면서 전기적ㆍ기계적 안정성을 확보한 전자소자의 개발이 필수다.

 
현재까지 연구된 실리콘이나 유기 박막 트랜지스터(organic thin-film transistor, OTFT)는 쉽게 깨지거나, 낮은 전자이동도로 차세대 전자소자 개발에 한계를 보이고 있다. 이를 해결하기 위해 최근 '꿈의 신소재’라 불리는 그래핀(graphene) 연구가 활성화되고 있다. 그러나 그래핀은 금속에 가까운 도체적 특성으로 필요시 전류를 자유자재로 차단할 수 없어 전자제품의 핵심인 트랜지스터로 사용하는 데 한계가 있다. 김선국 교수는 그래핀과 유사한 2차원 판상구조의 나노물질인 이황화몰리브덴(MoS2)을 이용해 전기가 잘 통하고 쉽게 구부러지는 박막 트랜지스터 제작에 성공, 종전의 문제를 해결했다.

그동안 김선국 교수는 1, 2차원의 새로운 나노물질을 기반으로 차세대 박막 트랜지스터 개발과 이를 이용한 새로운 개념의 차세대 디스플레이, 메모리, 오감증강 전자회로 설계 연구를 수행해왔다. 반도체 신물질을 기반으로 차세대 전자소자와 회로설계 분야에서 독창적인 연구를 수행해 지난 5년간 과학인용색인(SCI) 저널에 35편의 논문을 게재했고, 원천기술에 준하는 14개의 국내외 특허를 출원했다.

김선국 교수는 "2012년 부임 이후, 여러 교수님과 공동연구원들의 도움으로 대학에 적응하고, 꾸준히 연구할 수 있었다"면서 "앞으로 창의적인 관점에서 미지의 분야에 대한 원천기술 확보에 박차를 가할 것"이라고 향후 연구 계획을 밝혔다.