양자·나노소재 분야 국제학술지 『ACS Omega』 논문 게재 / 박준석(전자공학부) 교수 연구팀
봉원준 박사과정 (전자공학부), 박준석 교수 (전자공학부), 안형수 겸임교수(양자보안 차세대통신학부), 이재학 겸임교수(양자보안 차세대통신학부) 국민대학교 전자공학부 양자통신연구실(前 밀리미터파회로연구실) 봉원준(박사과정), 박준석 교수 및 한국전자통신연구원(ETRI), 엘앤비에스(LNBS), 국립한국해양대학교, 일본 나고야대학교 연구팀이 공동으로 실리콘(Si)과 게르마늄(Ge)을 중심(core)으로, 질화알루미늄(AlN)을 껍질(shell)로 갖는 반도체 코어-쉘 결정이 기존 통념과 반대로 '껍질이 먼저 만들어진 뒤 속이 채워지는' 방식으로 성장한다는 사실을 규명했다. 아울러 이렇게 만든 결정에서 상온에서 광통신 대역인 E-band(약 1,372~1,392 nm) 발광을 관측했다. 이번 연구는 미국화학회(ACS)가 발행하는 국제학술지 『ACS Omega』에 2026년 10월 8일자로 게재됐다. 실리콘과 게르마늄은 반도체 칩과 태양전지, 광소자에 두루 쓰이는 핵심 재료다. 이 재료를 한 결정 안에서 중심과 껍질로 나누어 쌓은 코어-쉘 구조는 계면 특성과 변형, 조성을 조절할 수 있어 차세대 소자 재료로 주목받아 왔다. 지금까지 이러한 구조는 "결정 핵(core)이 먼저 생기고, 그 위에 껍질(shell)이 덧입혀진다"는 틀 안에서 이해되어 왔다. 그러나 실제 마이크로미터 크기 결정이 어떤 순서로 만들어지는지는 명확히 밝혀지지 않았다. 연구팀은 아침 거미줄에 이슬이 구슬처럼 일정한 간격으로 맺히는 자연 현상에서 실마리를 찾았다. 가늘고 긴 액체 기둥이 일정한 간격의 방울로 끊어지는 이 현상은 '플라토-레일리 불안정성(Plateau-Rayleigh Instability, PRI)'으로 설명된다. 연구팀은 알루미늄(Al), 갈륨(Ga), 게르마늄, 실리콘 원료를 하나의 흑연 보트에 함께 넣고 염화수소(HCl)와 암모니아(NH3) 가스를 흘려 결정을 키우는 혼합소스 수소화물 기상 에피택시(HVPE) 공정에서, 암모니아 공급을 중간에 끊는 방식으로 알루미늄 기반의 가늘고 긴 '