전북대학교 이철로 교수(신소재공학부 정보소재공학전공)가 기존 반도체 소재에 비해 품질이 월등히 우수한 나노선을 이용해 초미세 나노 크기의 ‘싱글(single) 나노선 LED’를 제작할 수 있는 신기술을 개발해 세계 학계의 주목을 받고 있다.

이 기술은 트랜지스터 등 나노 전자소자와 나노 크기의 LED 광전자 소자가 융합된 새로운 개념의 나노반도체 제작을 위한 원천기술이어서 향후 다양한 분야에 활용될 수 있을 것으로 기대되고 있다.

이번 연구 결과는 나노과학 분야 세계적 권위의 저널인 '나노 레터스(Impact factor : 13.2)' 3월호에 'Single Nanowire Light-Emitting Diodes Using Uniaxial and Coaxial InGaN/GaN Multiple Quantum Wells Synthesized by Metalorganic Chemical Vapor Deposition' 란 논문 제목으로 게재됐다.

이 연구는 전기·전자적 특성이 우수한 실리콘(Si) 나노 반도체와 광전자적 특성이 우수한 질화물 나노 반도체를 하나의 나노칩으로 조합해 차세대 ‘전자-광전자 융합 반도체 나노소자’ 실현을 위한 기술이다.

또한 차세대 반도체 시스템인 NOMS(nanoscale optelectronic mechanical system) 제작을 위한 기반기술로 각광을 받고 있어 우수한 특성을 가진 나노반도체 제작에 좋은 영향을 미칠 것으로 기대되고 있다.

이 교수는 이 기술을 국내 특허 출원을 완료했고, 해외 특허 출원을 진행 중에 있으며 앞으로 다양한 특성을 지닌 나노 반도체 제작에 좋은 영향을 미칠 것으로 기대되고 있다.

이번 기술 개발을 위해 이 교수는 결함이 아주 적으면서도 전기적 특성을 효과적으로 운반할 수 있는 가장 단순한 구조인 단일 나노와이어의 비극성면(non-polar plane)에 역시 결함이 거의 없는 비극성 InGaN/GaN 다중양자우물구조(MQW) 발광층을 제작했다.

그 다음, 이것을 실리콘(Si) 반도체 표면에서 식각 및 수평형 소자 조합을 실시함으로써 초미세 나노크기 단일 나노선 LED(single nanowire LED)의 제작 방법을 제시했다.

이철로 교수는 “이 연구는 차세대 반도체 시스템을 제작하기 위한 원천기술로 다양한 특성을 가진 나노반도체 복합기능 소자의 제작을 가능케 할 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.

이 교수는 지난해에도 나노와이어를 이용하여 가격이 저렴한 고품질의 LED를 제작할 수 있는 신기술을 개발해 '나노 레터스'에 논문을 게재, 세계 학계의 주목을 받은 바 있다.

이번 연구는 한국연구재단의 도약연구, 기초연구실(BRL) 및 BK21 플러스 사업의 지원에 의하여 이뤄졌으며, 박사과정 라용호·박지현씨 등이 연구에 함께 참여했다.

이 교수는 현재 BK21 플러스 사업 ‘나노전자정보재료사업팀’을 진두지휘하고 있으며, 지난 10년 동안 약 115 편의 SCI 논문을 게재했다.