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한국외대, MoO3 나노구조체 고유전 이미징 첫 성공

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MoS2 산화, 고유전율로 전자소자 활용↑

한국외국어대학교는 김태경 전자물리학과 교수 연구팀이 전기 힘 현미경(EFM) 기술을 활용해 MoS2 박막을 산화하여 생성된 MoO3 나노구조체의 유전상수를 나노스케일에서 이미징화하는 데 성공했다고 22일 밝혔다.

왼쪽부터 김태경 한국외대 교수, 구민지 연구원<사진=한국외국어대학교 제공>

왼쪽부터 김태경 한국외대 교수, 구민지 연구원<사진=한국외국어대학교 제공>

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연구팀은 산화 주사 탐침 리소그래피(o-SPL)를 통해 MoS2 박막을 산화, 고유전율(high-k) 물질로 주목받는 MoO3 나노구조체 어레이를 제작했다. 이 과정에서 전기 힘 현미경과 유한 요소 계산(FEM) 기법을 활용해 MoO3가 구조체 크기에 관계없이 약 25에 달하는 높은 유전상수를 유지함을 입증했다. 이는 기존 나노소자에서 흔히 관찰되는 크기 의존성을 뛰어넘어, 차세대 나노 전자소자와 절연 소재로서 MoO3 나노구조체의 활용 가능성을 높여준다는 데 의미가 있다.


이와 함께 고해상도 전자현미경(HRTEM)과 에너지 분산 X선 분광법(EDS) 분석을 통해 MoO3 나노구조체가 비정질 상태임을 확인했다. 이는 비정질 MoO3에 대한 이해를 보완해준다는 점에서 학계의 주목을 받고 있다.

이번 연구 성과는 지난 13일 국제 저명 학술지 ‘Nano Letters’ 온라인판에 게재됐으며, 과학기술정보통신부 기본연구사업 지원을 받아 진행됐다. 연구팀은 후속 연구를 통해 MoO3 나노구조체가 갖는 다양한 물성 및 응용 가능성을 더욱 심층적으로 탐색할 계획이다.


김 교수는 “MoO3 나노구조체는 전자 소자뿐 아니라 광학·센서 분야에서도 활용 가치가 높다”며, “이번 연구가 고유전율 나노소재의 가능성을 열고, 차세대 소자에서 새로운 개념의 절연체로도 활용될 수 있음을 보여주는 성과”라고 설명했다.




임춘한 기자 choon@asiae.co.kr
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