국민대학교, 경희대학교 및 미국 캘리포니아대학교(버클리) 공동연구진이 이황화몰리브덴 유연 트랜지스터에 적용할 수 있는 레이저 열처리 기술을 개발했으며, 이 결과는 나노과학기술 분야의 권위 있는 학술지인 나노 리서치의 최신호(2014년 8월호) 표지논문으로 선정되었다.

이번 논문은 고성능 유연 트랜지스터 제작에 필요한 레이저 열처리 공정을 제시하며 이를 통해 향후 이황화몰리브덴 트랜지스터가 투명하고 휘어짐이 가능한 유연 디스플레이를 이용한 TV/모니터/휴대전화 및 태양전지 등 다양한 분야에서 응용될 수 있는 가능성을 제시하였다.

이황화몰리브덴은 그래핀과 유사한 2차원 결정구조를 갖는 반도체 물질로, 그래핀보다 트랜지스터 특성이 우수하여 차세대 그래핀으로 각광받고 있으나, 반도체와 금속 전극사이의 접촉저항 감소를 위해 수백도의 고온 열처리가 필요하여 플라스틱 기판을 이용한 유연 트랜지스터 제작에 어려움이 있다.

공동연구진은 이러한 문제를 해결하기 위하여 고주파 레이저를 이용하여 플라스틱 기판 위에 제작한 이황화몰리브덴 트랜지스터의 금속 전극만을 선택적으로 열처리하는 기술을 개발하였다.

기존 열처리 공정에서는 트랜지스터의 모든 부분에 수백도의 열이 가해져 고온에 취약한 플라스틱 기판을 사용하는 데 제약이 큰 반면, 공동연구진이 개발한 기술은 고주파 레이저를 이용하여 전극부분만을 선택적으로 가열하여 플라스틱 기판에는 열이 거의 전달되지 않는 장점을 가지게 된 것이다.

이러한 결과는 이황화몰리브덴이 향후 유연 디스플레이 및 태양전지 등의 분야에서 실리콘을 대체할 가능성을 포함한 광범위한 응용 잠재력을 가지고 있음을 시사하였다.

본 논문의 공동 제1저자는 국민대학교 신소재공학부 최웅 교수와 미국 캘리포니아대학교(버클리) 기계공학과 박사과정 권혁준 학생이며, 본 연구는 한국연구재단, 한국산업기술평가관리원, 미국 공군 과학연구실의 지원으로 수행되었다.

나노 리서치(Nano Research)는 독일 Springer 출판사와 중국 칭화대학교 출판부가 공동으로 매월 발행하는 학술지로 나노과학기술 분야의 권위지 중 하나다. (2013년 인용지수 6.963).