그동안 풀리지 않았던 게르마늄-실리콘 나노선의 양전하 생성 원인과 산란과정이 국내 연구지네 의해 규명됐다.

장기주 KAIST 교수(물리학과·사진)는 30일 게르마늄-실리콘 나노선에서 불순물 도핑 없이도 양전하가 생성되는 원인을 규명했다고 밝혔다. 연구는 KAIST 박지상·류병기 연구원, 연세대 문창연 박사와 공동으로 진행했다.

반도체를 소자로 이용하기 위해선 전류 흐름의 조절이 가능해야 한다. 이를 위한 방법이 바로 불순물 도핑이다. 그러나 게라마늄-실리콘 나노선은 불순물 도핑 없이도 전류가 흐르기 때문에 반도체 분야에선 이 원인을 규명하기 위한 노력이 이어져 왔다.

연구진은 나노선 둘레에 위치한 실리콘 영역의 전자가 중앙에 위치한 게르마늄 영역으로 이동하면서 전류가 생성된다는 것을 규명해 냈다. 또 반도체 나노선을 반드는 과정에서 촉매로 쓰이는 금(Au) 원자들이 실리콘 영역에 남아 게르마늄 영역의 전자를 빼앗는 사실도 처음 밝혀냈다. 이번 연구결과는 나노과학기술분야 권위지인 '나노 레터스'온라인판에 최근 게재됐다.

장기주 교수는 "이번 연구 결과는 그동안 수수께끼로 남아있던 게르마늄-실리콘 나노선의 양전하 생성 원인과 산란과정을 거치지 않는 정공의 높은 전하 이동도에 대한 이론적 모델을 확립하고, 이를 토대로 불순물 도핑 없는 나노선의 소자 응용과 개발에 크게 기여할 것"이라고 기대했다.