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[IT뉴스][과기원NOW] KAIST, 노벨 화학상 'MOF'로 반도체 맞춤 전극 개발 外

온카뱅크관리자

2026-10-26 18:17:25

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        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
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          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="3244bfb29ed8037c3529effb64d1a7db2bf5cd0bd605dc76826362b2ff1e9e77" dmcf-pid="bagoBtAiRR" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="KAIST 연구팀이 전기가 흐르는 금속-유기 구조체(MOF)를 얇고 정밀하게 가공해 반도체 전극으로 구현했다. 챗GPT 생성 이미지" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202610/26/dongascience/20261026181124547tvpb.png" data-org-width="680" dmcf-mid="qst1DLpXnd" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202610/26/dongascience/20261026181124547tvpb.png" width="658"></p>
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            KAIST 연구팀이 전기가 흐르는 금속-유기 구조체(MOF)를 얇고 정밀하게 가공해 반도체 전극으로 구현했다. 챗GPT 생성 이미지
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          <p contents-hash="78271aca2bf48a6f7ad9638f23d33227f3f603cc44dd0ab9132bdc8bfeef2d3c" dmcf-pid="KNagbFcnJM" dmcf-ptype="general">■ KAIST는 박선아 화학과 교수팀이 부경대와 포스텍, 연세대 등 공동연구팀과 전기가 흐르는 금속-유기 구조체(MOF)를 얇고 정밀하게 가공해 반도체의 게이트 전극으로 구현하고 연구결과를 국제학술지 '어드밴스드 머티리얼즈' 9월 15일자에 게재했다고 26일 밝혔다. MOF는 단위질량 당표면적이 넓어 기체나 액체 속 원하는 분자를 가두는 특성을 지닌 화학물질로 2025년 노벨화학상이 이 분야 연구자들에게 수여됐다. 전도성 MOF는 금속과 유기 분자를 조립 블록처럼 연결한 소재로 금속과 유기 분자의 조합을 바꾸면 전기적 성질도 조절할 수 있다. 연구팀은 MOF를 얇고 고른 박막으로 만든 다음 빛을 이용해 기판 위해 미세 패턴을 형성했다. 가공 중 소재가 손상되는 것을 줄이기 위해 두 종류의 식각액을 차례로 사용했다. 이렇게 가공한 뒤에도 소재의 구조와 화학적 상태, 전기가 흐르는 성질이 대부분 유지됐다. 연구팀은 이 전극을 이황화몰리브덴(MoS₂), 이텔루륨화몰리브덴(MoTe₂), 산화물 반도체(IGZO) 등 서로 다른 세 종류의 반도체에 적용해 작동하는 것을 확인했다. 이번 연구는 MOF를 실제 반도체에서 전류를 켜고 끄는 전극으로 만들었다는 데 의미가 있으며, 향후에는 MOF의 구성 성분을 바꿔 소자가 요구하는 특성에 맞는 전극을 설계하는 방향으로 확장할 가능성을 보여줬다. 연구팀은 다양한 전도성 MOF로 적용 범위를 넓히고, 대면적 박막의 균일성과 미세 패터닝 정밀도, 공정 재현성과 장기 신뢰성을 검증해 맞춤형 반도체 전극으로 발전시킬 계획이다.  </p>
          <p contents-hash="489d09b148a782faa6eecd65ccd4444222234c33a978d69e5674d2edf205442f" dmcf-pid="9jNaK3kLMx" dmcf-ptype="general">■ 울산과학기술원(UNIST)은 김진영 탄소중립대학원 교수와 이재성·임한권 에너지화학공학과 교수팀이 빛을 흡수하는 유기 반도체 층을 두 겹으로 쌓아 외부에서 별도로 전압을 가하지 않아도 수소를 생산하는 '탠덤 광전극'을 개발하고 연구결과를 9월 6일 국제학술지 '어플라이드 카탈리시스 B: 인바이런먼트 앤드 에너지'에 게재했다고 26일 밝혔다. 광전극을 이용한 태양광 물 분해 기술은 수소 생산 과정에서 이산화탄소를 배출하지 않는 ‘그린수소’를 생산하는 기술이다. 광전극 내부 반도체가 빛을 흡수하면 전자가 촉매로 이동해 수소 발생 반응을 일으키는 원리다. 연구팀이 개발한 광전극은 서로 다른 파장의 빛을 흡수하는 반도체 층을 두 겹으로 쌓아 물 분해에 필요한 전압을 확보할 수 있다. 두 층에서 생긴 전압을 손실 없이 합칠 수 있도록 새로운 연결 소재를 개발해 적용했다. 연구팀은 320 cm² 크기의 대면적 모듈 시스템을 만들고 실제 자연광 아래에서 외부 전압 없이 수소가 활발히 뿜어져 나오는 야외 실증에 성공했다. 전 공정 경제성 평가(TEA) 결과, 현재 확보한 효율로 하루 10톤의 수소를 생산하는 설비를 가정했을 때 수소 1㎏당 생산 비용은 9.26달러로 추산됐다. 용액으로 가공할 수 있는 유기 반도체의 장점을 살려 그린수소 생산 비용을 낮추는 데 기여할 것으로 기대된다.</p>
          <p contents-hash="211fe447ff9f5902372a44872ee416567c486e9806bb6634032549686e71e877" dmcf-pid="2AjN90EonQ" dmcf-ptype="general">&lt;참고자료&gt;<br> doi: 10.1002/adma.75003<br> doi: 10.1016/j.apcatb.2026.127462</p>
          <p contents-hash="f556cade3d06f26fa697542c0728b49952b90cb04f963d5bc8ec9e7ca7723f32" dmcf-pid="VcAj2pDgJP" dmcf-ptype="general">[김소연 기자 lecia@donga.com]</p>
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        <p class="" data-translation="true">Copyright © 동아사이언스. 무단전재 및 재배포 금지.</p>

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