[세종 = 뉴스핌] 김범주 기자 = 한국외국어대학교는 본교 전자물리학과 김태경 교수 연구팀이 전기 힘 현미경(EFM) 기술을 활용해 MoS₂ 박막을 산화해 생성된 MoO₃ 나노구조체의 국소적 유전상수 값을 이미징화하는 데 성공했다고 21일 밝혔다.

MoO₃는 약 25에 달하는 높은 유전상수를 가지며, 이는 기존의 SiO₂ 소재 대비 6배 이상 높은 값을 가지고 있다. MoO₃는 차세대 나노 전자 소자를 위한 유망한 고유전율(high-k) 유전체 소재로도 주목을 받는다.

하지만 MoS₂ 박막을 산화시켜 얻은 MoO₃ 나노구조체의 정확한 유전 특성은 충분히 밝혀지지 않았다.

김 교수 연구팀은 산화 주사 탐침 리소그래피(o-SPL) 기법을 통해 MoS₂ 박막을 산화해 MoO₃ 나노구조체 어레이(array)를 제작했다.

이후 전기 힘 현미경과 유한 요소 계산(FEM) 방법을 활용해 MoO₃ 나노구조체가 높은 유전상수를 가지며, 구조체 크기와 관계없이 일정한 값을 유지한다는 것을 입증했다.

기존 나노 전자 소자에서 흔히 관찰되는 크기 의존성을 극복할 수 있는 중요한 단서가 된다는 평가를 받고 있다. 향후 MoO₃ 나노구조체가 고성능 집적 회로 및 나노스케일 절연 소재로 활용될 가능성을 제시했다.

김 교수는 "MoO₃ 나노구조체는 전자 소자뿐만 아니라 광학 및 센서 응용 분야에서도 높은 활용 가능성을 지닌다"며 "나노 전자 소자 및 재료 과학 분야에 중요한 기여를 할 것으로 기대된다"고 말했다.

한편 이번 연구 성과는 국제저명학술지 Nano Letters에 2025년 1월 13일 자로 온라인 게재되었으며, 과학기술정보통신부 기본연구사업 지원으로 수행됐다.

김태경 한국외대 교수, 구민지 연구원(왼쪽부터)/사진=한국외국어대학교

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