[충청뉴스 이성현 기자] 한밭대학교는 신소재공학과 이승윤 교수 연구팀이 반도체 공정을 이용해 다양한 디바이스에 적용이 가능한 '지르코니아-칼코게나이드 복합신소재' 합성에 성공했다고 11일 밝혔다.
연구팀이 이번에 합성에 성공한 복합신소재는 지르코니아 나노입자와 칼코게나이드 반도체로 이뤄졌으며 투명하면서 화학적 안정성이 뛰어난 지르코니아와 투명도 조절 특성이 있는 칼코게나이드 반도체의 장점을 동시에 갖춘 새로운 소재이다.
대부분의 복합소재는 매질(matrix)과 분산상(dispersed phase)이라는 두 가지의 상으로 이뤄져 있는데 매질이 연속적으로 연결되면서 분산상을 감싸는 구조를 갖는 복합소재는 하나의 재료로는 얻을 수 없는 특성을 갖는 장점이 있으나, 구조가 복잡하여 합성에 어려움이 있다.
연구팀은 에너지 입력 조건에 따라 칼코게나이드 매질의 투명도가 변화하며 지르코니아 분산상의 미세구조에 따라 투과하는 가시광선의 파장이 달라지는 점에 착안하여 합성 조건별로 다양한 색상과 명암을 갖는 복합신소재를 개발했다.
이번 연구에서 반도체 포토공정 및 배선공정에서 이용되는 스핀코팅과 박막 리플로(reflow) 기술을 바탕으로 합성법을 정립하고, 지르코니아 나노입자 사이의 빈자리를 칼코게나이드 반도체로 채움으로써 복합신소재 구조를 구현했다.
이승윤 교수는 “복합신소재를 BIPV용 투명 태양전지에 적용하여 컬러화를 통해 심미성을 개선하면서 태양전지 효율까지 높였다”며 “이번에 개발한 복합신소재를 차세대 상변화 메모리에 적용하면 정보쓰기 전력도 낮출 수 있으므로 다양한 전자 디바이스 및 광학 디바이스에서 핵심 소재로서의 응용이 기대된다”고 설명했다.
