▲왼쪽부터 동아대 김용 신소재물리학과 교수, 송만석 박사, 최선빈 대학원생(석사과정 3학기).

동아대 자연과학대학 신소재물리학과 김용 교수 연구팀이 반도체 물질인 텔루륨화아연(ZnTe) 나노선의 육각형 원자배열과 밴드갭 값을 최초로 밝혀냈다. 이 연구논문은 나노과학 분야 세계적 학술지인 '나노 레터스(Nano Letters)' 7월호에 게재됐다.

김 교수팀이 발표한 논문의 제목은 '불소도핑 산화주석 유리 기판에 성장된 우르자이트 텔루륨화아연 나노나무와 나노선(Wurtzite ZnTe nanotrees and nanowires on fluorine-doped tin oxide glass substrates)'으로, 텔루륨화아연 나노선의 결정구조와 광학적 특성에 관한 연구이다.

광전자소자로 널리 쓰이는 대표적인 전자 소재인 텔루륨화아연은 나노선 및 나노나무로 성장하면 독특한 물성을 띠기 때문에 태양전지, 광센서, 발광체 등 여러 분야에 다양하게 응용된다. 김 교수팀은 텔루륨화아연을 나노선 및 나노나무로 제작하기 위해 주석 성분을 포함하고 있는 투명전극 유리기판을 이용했다. 이 과정에서 주석을 촉매로 성장한 나노선·나노나무에서는 텔루륨화아연이 육각형 원자배열을 가지는 것을 발견했다. 기존에는 사각형 원자배열만 알려져 있었다.

▲텔루륨화아연 나노나무의 전자현미경 사진 및 밴드갭 값을 보여주는 광루미네선스 그래프.

뿐만 아니라 육각형 원자배열의 텔루륨화아연 밴드갭 값을 최초로 밝혀냈다. 밴드갭이란, 반도체와 절연체 전자의 에너지 분포 특성으로, 밴드갭 값이 그 물질의 발광, 흡수 특성을 결정한다.

이번 논문의 교신저자인 김 교수는 “교내 연구 인프라 만을 이용해 얻은 독자적인 연구결과로, 쉽지 않은 환경 속에서 이루어낸 큰 결실”이라며 “끝까지 묵묵히 연구를 수행해준 제1저자 송만석 박사의 노력이 세계적인 수준의 연구 성과를 내는 데 큰 역할을 했다”고 말했다.

미국화학회(American Chemical Society)에서 발행하는 나노 레터스는 학술 데이터베이스인 '구글 스콜라'에서 나노기술 분야 가장 영향력 있는 저널로 선정된 바 있다.

(CNB=최원석 기자)