그동안 산화몰리브데늄이나 순수한 몰리브데늄을 황화시켜 특정 기판 위에 이황화몰리브데늄을 합성하는 두 가지 방법이 연구됐다. 하지만 원하는 위치에 합성하면 단일층 합성이 어렵고 단일층 합성이 이뤄지면 원하는 위치에 합성이 불가능하다는 한계가 있었다.

연구팀은 이황화몰리브데늄을 합성할 때 필요한 산화몰리브데늄을 특정 위치에 증착하고 성장 촉진제를 이용해 양질의 입자를 지닌 이황화몰리브데늄막을 원하는 위치에 합성하는데 성공했다. 씨앗이 될 수 있는 산화몰리브데늄을 심은 기판에 촉진제가 확산을 도와 단일층의 얇은 막을 형성하는 방식이다.

이황화몰리브데늄은 반도체 특성으로 인해 태양전지나 유연 디스플레이, 투명 전자소자 등 다양한 광·전자소자 영역에 응용할 수 있을 것으로 연구팀은 내다봤다. 이영희 연구단장은 “기존 물질합성 방식의 한계를 뛰어넘어 반도체 산업의 핵심기술인 양질의 물질을 원하는 위치에 합성하는 방법론을 제시했다”며 “이황화몰리브데늄을 활용한 반도체 소재 응용연구가 활발해질 것으로 기대한다”고 말했다.
이번 연구결과는 네이처 커뮤니케이션즈 1월 28일자 온라인판에 게재됐다.

유주경 기자 willowind@ggilbo.com