차세대 2차원 물질로 떠오르고 있는 포스포린(Phosphorene)에 구조적 결함이 생기면 오히려 매력적인 성질이 나타난다는 연구결과가 나와 주목된다.

부경대학교 홍지상 교수(물리학과)는 '2차원 물질인 포스포린의 결함이 미치는 이방적 전기전도 특성'이라는 제목의 논문을 23일 세계적 과학저널인 '네이처'의 자매지 'Scientific Reports'에 게재했다.

포스포린은 그동안 대표적 2차원 물질로 꼽혀온 그래핀(Graphene)에 이어 새롭게 등장한 신물질이다. 2차원 물질이란 원자가 평면상으로 배치되어 있는 물질로 매우 독특한 물리·화학적 특성을 보여 활용범위가 무궁무진하다.

홍 교수는 이번 연구를 통해 포스포린 박막의 경우 구조적 결함이 오히려 전기전도 특성을 증대시킬 수 있다는 새로운 사실을 이론적으로 밝혀냈다. 대부분의 물질은 구조적 결함이 있으면 전기적 전도특성이 급격히 떨어진다는 기존의 관념을 뒤집는 연구다.

이와 함께 홍 교수는 다른 물질과는 달리 포스포린 박막은 구조적 결함이 생겨도 방향에 따른 전도특성이 완전히 다른 이방성(異方性)이 그대로 유지된다는 새로운 사실을 양자역학 기반 제일원리 계산을 통해 처음 제시했다.

홍 교수는 "이번 연구는 포스포린을 이용한 다양한 응용 가능성을 제시한다"면서 "새로운 종류의 반도체와 광학적 소자, DNA 염기서열분석 같은 바이오 분야 등 많은 영역에서 활용될 것으로 기대한다"고 말했다.