[충남일보 김성현 기자] 한국기초과학지원연구원(KBSI)은 양민호·백현석·이문상 박사 연구진이 새로운 투과전자현미경붙임영상기법을 개발해, 실리콘 기반 질화갈륨 반도체의 전기-빛 변환효율붙임 저하의 원인이 그 독특한 원자 결함에 있다는 것을 밝혀냈다고 16일 밝혔다.

일반적인 전자현미경 입체 영상법은 평면에 비해 수직 방향 구별 능력이 떨어져 입체적인 원자 구조의 분석이 어렵다.

이에 연구진은 이 영상기법에 회절조건 변화를 조합하여 원자결함의 입체적 구조를 밝혀 냈다.

회절은 전자빔이 원자 배열의 특정한 각도에서 강한 반사를 일으키는 현상으로, 원자배열이 바뀌는 결함 지역에서 회절조건도 변하는 점을 이용하면 원자들의 상하좌우 이동방향을 알 수가 있다.

이를 통해 연구진은 차세대 반도체 소재로 각광받는 질화갈륨 반도체를 실리콘 기반에서 만들 경우 결정층이 만들어지는 성장 방향에서 기울어진 원자결함 구조가 생기는 것을 확인했다.

향후 이 기울어진 원자결함을 피하는 성장기술이 개발되면 질화갈륨 LED 생산공정에도 큰 변화가 일 것으로 보인다. 
 
실리콘 기반으로도 현재의 사파이어 기반 LED와 같은 품질의 LED 생산이 가능해지면 9배 이상 넓은 질화갈륨을 생산이 가능해질 뿐 아니라 실리콘 기반의 장비와 기술들을 거의 그대로 사용할 수 있는 장점이 있다.

KBSI 서울센터 양민호 박사는 “이번 연구는 새로운 전자현미경 기법 개발로 반도체의 효율 문제를 규명한 사례”라며 “다양한 물질 현상들을 밝혀내기 위해서는 보다 더 진보된 입체 전자현미경 연구법을 개발할 필요가 있다.”고 말했다.

김성현 기자 다른기사 보기