리서치 하이라이트

표면 도핑에 의해 만들어진 전기 전도성 다이아몬드

Nature 430, 6998

다이아몬드는 절연 물질이지만, 결정 내에 도핑(doping) 과정을 통해 불순물을 혼입함으로써 반도체 성질을 가지게 된다. 다이아몬드는 반도체로써 다양한 기술 분야에 응용할 수 있는 가능성을 가지고 있지만, 여전히 많은 한계를 가지고 있었다. 이러한 문제는 낮은 전하 운반체 농도에 따른 높은 불순물 활성 에너지(dopant activation energy)와 원하는 면에 불순물을 주입하기 어려운 점을 들 수 있다. 이번 주 네이처에 발표된 새로운 프로세스를 통해서 다아이몬드가 새로운 전자 재료로 탈바꿈할 수 있게 되었다. 이번에 새롭게 개발된 기술은 C60 플러렌을 불순물로 사용하여 수소를 첨가한 다이아몬드 표면에 증발 건조 시키는 방식으로 처리하였다. 이러한 처리를 통해서 다이아몬드 표면에 양전하로 대전 된 홀(hole)을 형성하며, 이를 통해 이차원적 전자 전도성을 부여하게 된다. 그 결과 독특한 C60의 특성과 함께 다이아몬드의 특성을 동시에 가지고 있는 반도체를 만들 수 있었다. 제작이 손쉬우며, 높은 신뢰도와 효율은 표면 전도율과 반도체 특성을 이용하는 장치를 만드는데 이용하는 것이 가능하도록 만들 것으로 여겨진다.