인도 연구진이 차세대 반도체의 성능을 획기적으로 끌어올릴 수 있는 새로운 도핑 기술을 개발했다.
인도 타타기초과학연구소(TIFR) 파비트라 나약 박사가 이끄는 연구팀은 24일(현지시간) 국제학술지 '네이처 머티리얼스'에 '인시튜 재생 부가물 보조'(IRAA) 도핑 기술을 발표했다.
이 기술은 반도체 공정 중 도핑 물질이 스스로 생성되도록 하는 방식이다. 기존처럼 별도의 첨가물을 넣거나 오랜 처리 과정을 거칠 필요가 없어 더 빠르고 깨끗한 공정이 가능하다.
페로브스카이트나 유기 반도체 등 차세대 반도체는 휘어지는 디스플레이나 고효율 태양전지 등에 쓰이지만, 기존 도핑 기술은 한계가 있었다. 화학 잔여물이 남아 안정성을 해치거나, '주먹구구식'으로 진행돼 결과를 예측하기 어려웠다.
반면 IRAA 기술은 이런 문제점을 해결했다. 첨가물이 없어 오염 우려가 적고, 원하는 전자 특성을 정밀하게 설계할 수 있어 예측 가능성을 크게 높였다. 연구팀은 이를 '시행착오' 방식에서 '설계 기반' 방식으로의 전환이라고 설명했다.
특히 이 기술을 적용한 페로브스카이트 태양전지는 24.6%의 광전환 효율을 기록했다. 이는 초기 페로브스카이트 태양전지 효율(약 10%)을 크게 웃도는 수치로, 현재 상용화된 실리콘 태양전지(최고 27.9%)와의 격차를 좁혔다.
연구팀은 IRAA 기술이 간단하고 확장성이 뛰어나 차세대 반도체 상용화를 앞당길 것으로 기대했다. 내구성과 효율이 높은 신재생에너지 및 전자 기술 개발에 새로운 길을 열었다는 평가다.