전이금속 칼코겐 화합물 특허 출원 급증 … 최근 5년간 214건

그래핀과 유사한 구조의 나노재료

특허출원 현황 내국인 87.4% 달해

전이금속 칼코겐 화합물 관련 출원이 매년 급증하고 있다.

특허청(청장 성윤모)에 따르면 전이금속 칼코겐 화합물에는 그래핀에는 없는 1~2 eV대의 밴드갭을 지니고 있어 국내에서 연구개발이 활발하게 진행중이다. 최근에는 그래핀 등 이종 간의 접합을 통해 새로운 반도체 소자를 개발하려는 분야도 크게 증가하고 있다.

최근 5년간 출원건수는 총 214건으로 이전 5년간 합계 55건에 비해 약 4배 급증했다.

그동안 그래핀에 밴드갭을 형성하기 위한 나노리본 형성과 도핑에 관한 연구가 활발히 진행돼 왔지만, 밴드갭 형성이 제한적이고 밴드갭이 형성된다고 하더라도 전하 이동도가 급격히 감소하는 문제점이 있었다. 금속 칼코겐 화합물은 그래핀과 유사한 구조를 가진 나노재료다. 유연하고 투명한 특성과 함께 전기적으로는 1~2eV대 밴드갭이 존재하므로, 논리회로 제작이 어려운 그래핀의 단점을 완벽하게 보완해주기 때문이다.

특허출원 현황을 살펴보면 187건 87.4%가 내국인의 특허출원인 것으로 나타났다.

이는 반도체 강국인 우리나라가 그래핀에 이어 금속 칼코겐 화합물을 이용한 포토센터, 쏠라셀 등 광소자 분야 연구개발에도 적극 나서고 있기 때문이다.

출원인은 삼성전자 23건으로 가장 많고, 경희대 21건, 연세대 18건, 에스케이하이닉스 16건, 성균관대 11건 순이다.

제조기술별로는 그래핀과 구조가 같기 때문에 그래핀을 합성하는 방법이 그대로 사용되고 있다. 특히 고품질, 대면적 합성을 위해 화학기상 증착법을 주로 사용한다. 이는 기계적 박리법에 비해 비용이 저렴하고 제어가 가능해 대량 생산이 가능하기 때문이다.

특허청은 그래핀이 가지는 우수한 성질을 금속 칼코겐 화합물에 결합하는 기술 등 상호 장점을 융합해 새로운 미래 소자를 개발하려는 시도가 크게 증하고 있다고 강조했다. 이해미 기자 ham7239@