입력 : 2023년12월19일 09:15 최종수정 : 2023년12월19일 09:15

[베이징=뉴스핌] 조용성 특파원 = 중국 베이징대학의 연구팀이 2차전지와 반도체 공정에 사용할 수 있는 신소재인 초박막 질화붕소를 만들어내는데 성공했다. 해당 연구결과는 미국 물리학회가 발간하는 글로벌 저널 '피지컬 리뷰 레터'에 등재됐다고 중국 신화사가 19일 전했다. 

왕언거(王恩哥) 베이징대학 물리학과 교수가 이끄는 연구팀은 수년간의 연구 끝에 질화붕소를 균일한 초박형으로 가공한 '회전각 질화붕소(TBN)'을 만들어내는데 성공했다. 왕 교수는 "중국의 광학 결정 이론의 혁신적인 성과이며, 초박막 질화붕소 결정을 제조하는 새로운 영역을 열었다"고 의미부여했다. 그는 "이번에 만들어낸 TBN은 세계에서 가장 얇은 광학 결정이며, 에너지효율은 동일한 두께의 기존 결정에 비해 100~1만배 높다"고 설명했다. 

얇으면서도 구조가 균일한 질화붕소를 만들어내면 이상적인 효율과 전력을 지닌 레이저를 출력해낼 수 있다. 현재의 질화붕소 가공물로는 레이저의 소형화, 고집적화가 어려웠으나, 이번 베이징대학의 제조공법으로 인해 더욱 정밀한 신소재를 만들어낼 수 있게 됐다. 연구팀은 생성한 TBN의 두께는 1~10마이크로미터(μm)에 불과하다고 설명했다. 

왕언거 교수는"TBN은 우수한 기능을 갖고 있으며, 향후 양자 광원, 광자 칩, 인공지능 분야에서 새로운 응용 혁신을 이룰 것"이라고 말했다. 

초박막 질화붕소는 높은 광학적 투과도와 열전도성을 지닌 탓에 반도체 노광기(포토리소그래피)에 사용될 수 있다. 특히 미세한 패턴을 정밀하게 전송하는 역할을 수행할 수 있다. 또한 반도체 소자에서 절연체 및 전도체로 사용할 수 있다. 

이 밖에 초박막 질화붕소는 2차전지 전해질의 안정성을 향상시킬 수 있다. 안정된 전해질은 전지의 성능을 향상시키고 수명을 연장시킨다.

연구자가 자체개발한 초박형 질화붕소(TBN)를 보여주고 있다. [신화사=뉴스핌 특약]

ys1744@newspim.com