경북대학교 공과대학.
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신소재공학부 학부생 3명, 공동 1저자로 SCI급 국제학술지 논문 게재
- 2021-12-21 16:59
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경북대학교 신소재공학부 전자재료전공 4학년 강하영, 강하빈, 이은혜씨가 공동 제1저자로 참여한 연구논문이 SCI급 국제학술지에 게재됐다.
이들은 화학기상증착법을 이용한 사방정계(Orthorhombic) 산화갈륨 합성 중 Sn 도핑을 하면 상(phase) 안정성이 개선되는 것을 관찰하고 메커니즘 규명 연구를 진행하였다. 연구결과는 ‘미국화학회 오메가(American Chemical Society Omega)’에 게재됐다.
밴드갭(Bandgap)이 큰 산화갈륨(Ga2O3)은 차세대 전력반도체 소재로 각광받고 있다. 산화갈륨은다형성(polymorphism) 특성을 보이는데 이중 사방정계 산화갈륨은 자발분극성이 강해서 고주파수, 고출력 전력반도체 소재로 잠재력이 매우 큰 소재이다. 하지만 준안전상(Metastable phase)이기 때문에 열적 안정성이 떨어진다는 문제점이 있으며, 높은 전력밀도 구동 환경에서 고온 안정성은 신뢰성과 직결되기 때문에 반드시 개선이 필요하다.
강하영, 강하빈, 이은혜씨는 사방정계 산화갈륨의 전기 전도성 개선 연구를 진행하던 중에 Sn 도핑 농도가 증가할 경우 안정상인 단사정(Monoclinic)상이 억제됨을 관찰하고, 메커니즘 규명을 위해 다양한 합성 및 분석실험을 진행하였다. 구조적, 화학적, 광학적 분석을 기반으로 다각도에서 현상을 규명하려는 시도를 했고, 이를 기반으로 Sn이 산화갈륨 결정구조내 팔면체(Octahedral)위치의 Ga을 치환할 때, Sn4+가 아닌 Sn2+ 상태로 치환할 가능성을 제시하였다.
지도 교수인 정병규 교수는 “이번 연구결과는 사방정계 산화갈륨 기반 고주파수, 고출력 전력반도체 구현을 위해 중요한 초석을 다졌다는 데에 큰 의미가 있다. 연구성과뿐만 아니라 학부생들이 수업에서 이론으로 배운 증착법 및 다양한 분석 기기들을 활용하여 실제 연구에 적용해 보고 결과를 해석하고 결론을 도출하는 과정을 통해 SCI급 국제학술지 논문이 게재됐다는 것은 교육적으로도 큰 성과라고 생각한다.”라고 밝혔다.
강하영 학생은 내년 1학기부터 본교 대학원에 진학하여 석박사 통합과정을 밟으면서 산화갈륨에대해 보다 심도 있는 연구를 진행할 예정이다.
이번 연구는 한국연구재단(교육부)의 지원으로 수행됐다.
이들은 화학기상증착법을 이용한 사방정계(Orthorhombic) 산화갈륨 합성 중 Sn 도핑을 하면 상(phase) 안정성이 개선되는 것을 관찰하고 메커니즘 규명 연구를 진행하였다. 연구결과는 ‘미국화학회 오메가(American Chemical Society Omega)’에 게재됐다.
밴드갭(Bandgap)이 큰 산화갈륨(Ga2O3)은 차세대 전력반도체 소재로 각광받고 있다. 산화갈륨은다형성(polymorphism) 특성을 보이는데 이중 사방정계 산화갈륨은 자발분극성이 강해서 고주파수, 고출력 전력반도체 소재로 잠재력이 매우 큰 소재이다. 하지만 준안전상(Metastable phase)이기 때문에 열적 안정성이 떨어진다는 문제점이 있으며, 높은 전력밀도 구동 환경에서 고온 안정성은 신뢰성과 직결되기 때문에 반드시 개선이 필요하다.
강하영, 강하빈, 이은혜씨는 사방정계 산화갈륨의 전기 전도성 개선 연구를 진행하던 중에 Sn 도핑 농도가 증가할 경우 안정상인 단사정(Monoclinic)상이 억제됨을 관찰하고, 메커니즘 규명을 위해 다양한 합성 및 분석실험을 진행하였다. 구조적, 화학적, 광학적 분석을 기반으로 다각도에서 현상을 규명하려는 시도를 했고, 이를 기반으로 Sn이 산화갈륨 결정구조내 팔면체(Octahedral)위치의 Ga을 치환할 때, Sn4+가 아닌 Sn2+ 상태로 치환할 가능성을 제시하였다.
지도 교수인 정병규 교수는 “이번 연구결과는 사방정계 산화갈륨 기반 고주파수, 고출력 전력반도체 구현을 위해 중요한 초석을 다졌다는 데에 큰 의미가 있다. 연구성과뿐만 아니라 학부생들이 수업에서 이론으로 배운 증착법 및 다양한 분석 기기들을 활용하여 실제 연구에 적용해 보고 결과를 해석하고 결론을 도출하는 과정을 통해 SCI급 국제학술지 논문이 게재됐다는 것은 교육적으로도 큰 성과라고 생각한다.”라고 밝혔다.
강하영 학생은 내년 1학기부터 본교 대학원에 진학하여 석박사 통합과정을 밟으면서 산화갈륨에대해 보다 심도 있는 연구를 진행할 예정이다.
이번 연구는 한국연구재단(교육부)의 지원으로 수행됐다.
