반도체 소자를 아주 작게 만드는 것은 반도체의 성능을 향상시키고 가격을 낮추며 제품의 무게를 줄일 수 있는 핵심 요소이다. 현재 국내 반도체 회사에서는 10 나노미터급 반도체 소자 연구가 이뤄지고 있는데 연구팀은 현실적으로 가능한 반도체 최소 두께를 0.25 나노미터로 예상하고 한계에 도전했다.
그래핀과 질화붕소의 2차원 합금은 두 물질이 동일한 크기의 벌집모양 구조를 가지고 있기 때문에 수평방향으로 형성된다. 한 물질의 결정 사이사이에 다른 물질의 결정이 수평으로 자리 잡아 한 층의 합금이 되는 원리로 단결정 특성을 만들 수 있었다.
이번 연구는 성균관대학교 안종렬 교수(교신저자)가 주도하고 신하철 박사과정생(제1저자)이 수행했다.
안 교수는 "이번 연구는 최소 두께인 0.25 나노미터급 초박막 반도체 소자 상용화의 기틀을 마련한 데 의미가 있다"며 "최근 연구팀에서 개발한 1 나노미터 이하급 반도체 나노선·나노박막과 더불어 최소 단위 반도체 소자의 상용화를 보다 앞당길 것으로 기대된다"고 말했다.