국내 연구팀이 수많은 실험으로도 찾지 못했던 우수한 투명반도체 소재를 컴퓨터 계산을 통해 발굴해냈다.
23일 한국연구재단에 따르면 서울대 한승우 교수 연구팀은 투명반도체 소자의 성능을 획기적으로 높여줄 신소재 선별기술을 양자계산을 통해 개발하는 데 성공했다.

이번 연구 성과는 네이처 파트너쉽 저널인 엔피제이 컴퓨테이셔널 머터리얼즈에 지난 3일 자 논문으로 게재됐다.
투명반도체는 스마트 기기의 터치 패널, 광고용 투명 디스플레이 등 실생활에 활용되고 있다.

SF영화처럼, 평범한 유리 위에서 뉴스 영상과 정보 글을 볼 수 있는 기술도 이미 현실화되고 있다.
투명반도체 성능이 향상되면 발광소자, 태양광발전, 터치패널 등 보다 다양한 분야에서 비약적인 발전이 기대되지만 기존 투명반도체는 소재가 가진 물성의 한계 때문에 폭넓은 분야에서 상용화되는 데 제약이 있다.

특히 반도체 소자의 성능을 극대화하기 위해선 n형 반도체와 p형 반도체, 두 가지 물질의 성능이 모두 높아야 하는데 지금까지 알려진 p형 반도체 소재는 대체로 낮은 성능을 나타낸다.
연구팀은 컴퓨터 계산만으로 우수한 p형 반도체 물질을 선별할 수 있는 기술을 개발하는 데 성공했다.

또 이를 적용해 수많은 물질을 신속하게 스크리닝했고 CuLiO, La2O2Te 등 투명하면서도 전기전도도가 우수한 p형 반도체 후보군을 새롭게 발굴했다.
p형 반도체 물질 선별에서 핵심적인 기술은 물질의 전기전도도를 정확하게 예측하는 것이다.

연구팀은 물질 내 수소 불순물 에너지를 이용해 기존 연구들과 차별화된 높은 정확도를 선보였다.
한 교수는 “연구를 통해 선별된 새로운 p형 반도체를 통해 고성능 투명 전자기기의 산업화를 앞당길 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.

강정의 기자 justice@ggilbo.com