| 중국 ZnO기반재료와 부품연구 진전 | ||
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 중국과학원 장춘광학기계연구소, 물리연구소, 반도체연구소, 복건물질구조연구소, 상해광학기계연구소와 중국과학기술대학이 공동 수행한 중국과학원 지식혁신공정 중요방향과제인 ‘ZnO기반재료, 부품 관련 물리문제연구’가 북경에서 검수를 통과하였다. 이 과제는 중국의 ZnO 광전자부품의 발전을 제약했던 병목문제를 해결하였고, 해당분야의 국제위상을 높였으며 반도체재료를 국제경쟁력을 지닌 신성장동력산업으로 발전시키는데 중요한 의의를 지닌다. ZnO는 직접밴드갭의 광폭금지대 반도체재료로서 실온에서 에너지밴드폭은 3.37eV, 엑시톤 결합에너지(exciton binding energy)는 60meV에 달한다. ZnO는 고효율 자외선 발광다이오드, 레이저다이오드, 자외선탐지기 등을 제조하는 중요 재료로서 반도체조명공정, 미사일경보, 정보디스플레이, 광통신 등에 응용된다. ZnO의 잠재된 응용가치를 발현하기 위해 2006년에 중국과학원 기초연구국은 장춘광학기계연구소를 중심으로 ZnO연구팀을 구성하였다. 연구팀은 ZnO연구에 존재하는 p형 도핑, 고품질 단결정박막, 단결정 기판 등 병목문제에 비추어 심층적인 기초연구를 추진했다. 4년 남짓한 연구 끝에 연구팀은 많은 창의적인 원천 연구성과를 올렸다. 플라즈마처리와 저온 완충층법을 채택해 사파이어기판에 고품질의 원자급 ZnO 단결정박막을 제조하였고, N도핑형태 제어를 통해 N을 도핑한 p형 ZnO박막을 제조하였으며, Li-N 결합방법을 도입해 메인도핑 안정성을 높였고, ZnO 동종접합의 실온 청자색 전기발광을 실현하였으며 국제 최초로 실온에서 저역치 ZnO박막의 이질접합 전기펌프 유도방출을 관찰하였다. 그밖에도 Mg빔 정밀제어방법 및 상분리를 억제하는 템플릿법을 개발하여 밴드갭 제어성 MgZnO 박막을 성장시켰고 MgZnO기반 자외선탐지 시제품 부품을 개발하였으며, 수열법으로 대규격의 낮은 전위 밀도의 ZnO단결정을 성장시켰고, 제일원리 계산을 통해 ZnO 받개 불순물의 이온화에너지와 안정성을 체계적으로 연구하였으며 ZnO의 p형 도핑을 실현하는 실험방법을 제출하는 등의 연구성과를 올렸다. |
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