전북대(총장 이남호)는 대학원 BIN융합공학과 박사과정에 재학중인 이주송씨가 세계 3대 학술지인 사이언스에 '차세대 투명 유연 전자 소재 원천기술 질화붕소 합성법'의 논문을 게재했다고 21일 밝혔다.

이씨는 질소와 붕소로 구성된 2차원 절연소재인 질화붕소(hBN)를 대면적 단결정 박막으로 합성한 뒤 이를 기판으로 활용해 다양한 2차원 물질과 이종 적층구조를 대면적 단결정 박막으로 합성하는 기술을 개발했다.

논문 제 저자인 이씨는 김수민 한국과학기술연구원(KIST) 박사, 이승희 전북대 BIN융합공학과 교수의 지도를 받았고 성균관대와 동국대 팀과 공동 연구를 진행했다.

질화붕소는 2차원 물질 중에서 유일하게 절연 특성을 지닌 물질로, 2차원 물질로 구성된 투명한 플렉서블, 웨어러블 소자 구현 시 절연층으로 주목받고 있다. 연구팀은 대면적 액상 금 표면 위에서, 질화붕소의 결정립이 동일한 결정 방향으로 형성되는 '자가 줄맞춤' 현상을 이용해 단결정 질화붕소 박막을 합성했다. 이 방법은 박막의 크기가 제한되지 않아 원하는 크기대로 단결정을 합성할 수 있다는 장점이 있다.
이번 연구결과는 세계 최초로 이종 원소로 구성된 2차원 소재를 대면적 단결정으로 합성할 수 있는 원천기술인데다 다양한 2차원 소재의 이종 적층구조를 대면적 단결정으로 성장할 수 있는 새로운 연구 패러다임을 제시한 것으로 평가받고 있다. 차세대 투명 유연 전자 소자 및 가스 배리어, 센서, 필터 등의 개발에 큰 혁신을 줄 것으로 기대를 모으고 있다.

전주=김한식기자 hskim@etnews.com