인하·아주대 교수 ‘그래핀 촉매 다이오드 소자’ 개발

인하대는 전기준(환경공학과)교수와 아주대 서형탁(신소재공학과)교수 공동으로 ‘그래핀 촉매 다이오드 소자’를 개발하는데 성공했다고 16일 밝혔다.

개발된 다이오드는 음이온을 이용해 저항을 조절하고 동시에 수소를 발생시킬 수 있어 수소를 이용한 에너지원 개발이나 화학센서 등 다양한 분야로 활용이 기대되는 소자이다.

이번 연구결과는 ‘표면 전기화학적 스위칭을 이용한 가변저항 산화 그래핀 다이오드’란 제목으로 네이처 출판그룹에서 발행하는 사이언티픽리포트(Scientific Report)지 7월 10일 온라인 판에 게재됐다.

연구팀이 만든 새로운 다이오드는 p타입 반도체인 환원그래핀산화물(RGO)과 n타입 실리콘 반도체를 접합시킨 형태다.

p타입이란 양(+)전하인 양공(hole)이 많은 형태를 말하고, n타입이란 음(-)전하인 전자(electron)가 많은 반도체를 일컫는 용어다.

다이오드는 전류를 한 방향으로만 흐르게 하고, 전압의 크기에 비례해 전류량이 커지는 성질을 가진 반도체 소자로 전자기기에는 꼭 필요한 존재다.

그러나 공동 연구팀이 개발한 다이오드는 전압과 전류량이 비례하지 않는 특이한 현상을 보인다. 즉 저항이 일정한 비율로 증가 또는 감소하지 않아 전압 크기에 따라 각기 다른 저항 값을 보여 전류량에도 영향을 끼치는 것이다.

서 교수는 “이번 연구는 하나의 다이오드로 저항을 마음대로 조절해 전류를 제어하는 일종의 다중 스위치 기능을 할 수 있음을 보여주는 것”이라며 “추후 IT집적소자나 고감도 화학센서 분야 등에 적용이 가능할 것”이라고 밝혔다.

이번 연구는 미래창조과학부와 한국연구재단이 추진하는 ‘신진연구자 지원사업’, ‘중점연구소 지원사업’과 한국표준과학연구원 ‘측정과학우수연구센터’의 지원을 받아 수행됐다.

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