부산대학교는 부산대, 카이스트, 미국 미시시피대학 공동연구진이 양공(hole, 전자의 빈자리)이 주 수송자인 2차원 단결정 구리를 개발하고 그 수송 메커니즘을 밝히는 데 성공했다고 22일 밝혔다.
연구팀은 아주 얇고 고르게 만들어진 구리 박막에서 전자가 아닌 양공이 주로 전류를 운반 한다는 사실을 밝혀내 도체인 구리가 반도체 기능까지 할 수 있는 가능성을 제시했다.
보통 도체인 금속에서는 전자가 전류를 운반하고, 도체와 부도체의 중간 영역에 있는 반도체에서는 전자와 양공이 전류를 운반한다.
전류를 다루는 전자공학 분야는 주로 반도체를 이용해 발전해 왔는데, 계속해서 전류가 흘러 조절하기 어려운 금속과 달리 반도체는 어떤 특별한 조건에서만 전기가 통하는 물질이
므로 필요에 따라 전류를 조절하기 쉽기 때문이다.
그런데 이번에 연구팀이 금속인 구리에서 전류 운반에 전자뿐 아니라 양공이 중요한 역할 을 할 수 있음을 확인했다. 이는 반도체 없이 금속만으로도 전자공학을 구현할 수 있는 가능
성을 제시한 것이다.

만약 구리 자체에서 양공이 만들어지면 반도체 없이 금속만으로 전자공학을 시도해 볼 수 있다는 것이다.
연구팀은 ASE(Atomic Sputtering Epitaxy) 법에 의한 2차원 구리 박막의 성장을 통해 결정립계가 전혀 없는 단결정 박막을 구현했고, 여기서 홀 측정과 추가적인 각도분해광전자방
출분광법(ARPES) 관측을 통해 전자가 아닌 양공이 지배적 수송자로 나타남을 입증했다.
이번 연구 결과는 세계적인 재료과학 전문지 '어드밴스드 머티리얼즈'(Advanced Materials) 온라인판 7월 18일 자에 발표됐다.

정세영 부산대 광메카트로닉스공학과 교수는 "이번 획기적인 발견은 결정립계 엔지니어링 을 통해 금속의 다수 캐리어 극성을 조작할 수 있는 가능성을 제시하며 앞으로 전자공학과
는 또 다른 '금속전자공학'(metaltronics)이라고 하는 새로운 장을 여는 서막을 예고한 다"고 밝혔다.