가천대, 83억 투입 '수차보정 투과전자현미경실' 개소…차세대 반도체 연구 박차

- 서브나노미터급 특성 매핑 및 오퍼란도 분석 장비 도입…산학연 공동연구 거점 도약

- 원자 수준 구조부터 작동 환경까지 정밀 관찰…2025년 인프라 고도화 사업 일환

- 바이오나노융합소재 연구센터, 10일 제3학생생활관서 개소식 개최

[비욘드포스트 이봉진 기자] 가천대학교(총장 이길여)가 교육부로부터 83억 원을 지원받아 첨단 반도체 연구의 핵심 거점이 될 '수차보정 투과전자현미경(Cs-corrected TEM)실'을 구축하고 본격적인 운영에 돌입했다.
가천대 바이오나노융합소재 연구센터(센터장 한상윤)는 지난 10일 교내 제3학생생활관에서 수차보정 투과전자현미경실 개소식을 열었다. 이번 연구 인프라 조성은 지난해 교육부가 주관한 '2025년 인프라 고도화 지원과제'에 최종 선정되면서 추진됐다.

이번에 도입된 인프라의 가장 큰 특징은 국내 최초로 서브나노미터급(1나노미터 미만) 반도체 소자의 '특성 매핑'과 '오퍼란도(Operando)' 연구를 동시에 수행할 수 있다는 점이다.
특성 매핑은 분석 대상의 성질을 넓은 영역에 걸쳐 지도처럼 정밀하게 파악하는 기술이며, 오퍼란도는 소자가 실제 작동하는 구동 환경에서 발생하는 변화를 실시간으로 관찰하는 기법이다.

새롭게 구축된 분석실은 원자 수준의 구조 규명이 가능한 수차보정 주사투과전자현미경(Cs-corrected STEM)을 주축으로 설계됐다. 여기에 에너지 분산 분광기(EDS), 전자 에너지 손실 분광기(EELS), 주사 세차회전 전자회절(SPED), 전자빔 유도 전류 측정 시스템(EBIC) 등 다수의 첨단 장비를 결합했다.

아울러 실시간 전압 인가 홀더와 진공 이송 냉각 홀더를 갖춰 반도체 소재 및 소자의 구조적·전기적 특성을 한층 정밀하게 분석할 수 있다.
이를 통해 가천대는 원자 단위의 미시적 구조 분석부터 대면적 특성 매핑, 실제 소자 구동 환경 분석까지 반도체 연구의 폭을 획기적으로 넓혔다. 대학 측은 향후 이를 토대로 차세대 반도체 소자 및 분석 기술 개발은 물론, 산학연 공동연구를 가속한다는 방침이다.

이날 개소식에는 윤원중 가천대 부총장과 한상윤 바이오나노융합소재 연구센터장을 포함해 조규호 EGTM 부사장, 이명재 DGIST 연구본부장, 양준모 나노종합기술원(NNFC) 박사, 박성용 삼성종합기술원(SAIT) 파트장 등 학계·산업계 주요 인사들이 참석했다.

또한 전문성 제고를 위해 가천대 반도체물리학과(윤상문 교수), 반도체공학과(최두호·이수길·엄기태·진강태 교수), 전자공학과(조의식 교수) 등 관련 분야 핵심 연구진이 사업에 대거 합류했다.

한상윤 센터장은 "새로 구축된 첨단 장비를 매개로 대학, 연구기관, 기업을 잇는 공동연구 생태계를 지속해서 확장할 계획"이라며 "차세대 반도체 분야의 기술적 난제를 해결하는 중추적 역할을 수행하겠다"고 포부를 밝혔다.

bjlee@beyondpost.co.kr