신소재공학과 박사과정 김선재 학생(지도교수 : 황완식)이 11월 13일부터 15일까지 열린 2024년 한국재료학회 추계 학술대회에서 우수발표논문상을 수상했다. 

김선재 학생은 ‘MOCVD 성장법의 헤테로 β-Ga2O3 박막 특성 및 광 트랜지스터 특성’ 를 주제로 한 논문에서 MOCVD 성장법을 활용해 사파이어 기판 위에 β-Ga2O3를 이종 성장시키고, 이를 기반으로 트랜지스터형 심자외선(UVC) 광 검출기를 제작하는 방법을 제안했다. β-Ga2O3은 4.9eV의 넓은 에너지 밴드갭과 직접 천이형 밴드 구조를 가져 최근 UVC 광 검출기의 주요 소재로 주목받고 있다. 

이번 연구에서는 기존의 2단자형 광 검출기 대신 3단자형인 트랜지스터형 광 검출기를 적용하여 광 전류와 광 응답성을 효과적으로 제어할 수 있는 기술을 개발했다. 또한 normally-off 구동이 가능한 소자를 제작하여 Ga2O3 기반 트랜지스터형 광 검출기 중 가장 우수한 성능을 구현했다. 이러한 성과는 β-Ga₂O₃ 소재를 활용한 UVC 검출기 기술의 발전 가능성을 높였다는 점에서 높은 평가를 받았다.

김선재 학생은 “이 반도체 소재 및 소자는 심자외선 검출기와 심 자외선 이미지 센서 등 다양한 분야에 유연하게 적용될 수 있을 것”이라며 “β-Ga₂O₃ 소재가 UVC 센서뿐만 아니라 우주항공용 반도체로 적용되기를 기대한다”는 수상 소감을 남겼다.

한편, 본 연구는 한국세라믹기술원 소재융합고도화연구본부 디스플레이소재센터 전대우 박사팀과 공동 연구로 수행됐다.