서울대 화학부, 전류가 흐르는 절연막 개발

새로운 전기화학 플랫폼이 순수 국내 연구진에 의해 개발됐다.

서울대학교 화학부 정택동 교수팀은 모래와 유리의 성분이자 절연체인 산화실리콘(SiO2)박막을 통해서도 특정 조건에서는 충분히 전류가 흐르며, 그것을 제어하면 절연체 박막 상의 다양한 전기화학적 반응들을 유도할 수 있다는 사실을 발견했다고 미래창조과학부가 1일 밝혔다.

산화실리콘과 같은 산화물은 절연체로서 그동안 전극으로는 사용되지 않았다. 그러나 산화막 안에서 전자 대신 양성자가 투과할 수 있다는 점에 착안해 산화막으로 덮인 전극을 산성 수용액 전해질에 담근 후 전압을 가하자, 용액에서 산화막 안으로 이동해 들어간 수소 이온의 환원을 통해 전류가 흐르는 것이 발견됐다.

이번 연구 결과는 터널링 현상에 주로 의존하던 종래의 절연막 물성에 개념상의 전환이 일어난 것으로 물리적 현상을 화학적으로 이해하고 응용했다는 측면에서 반도체 물리와 전기화학의 융합 연구 성과라는 평가다.

이를 계기로 환경·에너지·전자산업·바이오센서 등 광범위한 분야에 다양한 원천 기술들이 나올 수 있을 것으로 기대했다. 특히 생활 속에 다양하게 존재하는 절연체인 산화막을 전자소재와 촉매 등에 값싸게 응용, 적용하려는 연구 개발에 새로운 가능성을 열어줄 것으로 내다봤다.

한편 이번 연구 결과는 영국에서 발간하는 세계적 권위의 학술지인 네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications) 지 11월호에 게재된 바 있다.