정설이 옳은지 어떤지는 과학기술분야에서는 항상 고민스런 문제이다. 최근 반도체 결정으로 이 정설을 뒤집어 주목을 끌고 있는 분야가 있다. 질화인디움의 금제대폭(밴드갭) 에너지가 종래 정설의 반 정도밖에 되지 않는다는 것이 실징된 이외에 실온발광이 확인된 β철 실라사이드에서는 종래 직접천이형이라고 생각되었던 것이 간접천이형으로 확인되었다. 모두 양질의 결정을 일본 연구팀이 실현하여 확인에 성공했다. 정설의 위험성과 뒤집은 의미를 각각 예로 알아보자. 청색발광다이오드(LED)의 발광층에 사용되는 질화갈륨. 인디움에서 갈륨을 제거한 것이 질화인디움이다. 질화물 반도체 가운데서 질화인디움은 다른 질화알루미늄, 질화갈륨보다도 금제대폭이 가장 작아 19전자볼트라고 오랜세월 여겨져 왔다. 전자이동도는 반대로 가장 커서 질화갈륨의 배 이상이나 되며 고주파 디바이스에도 적합하다. 그러나 질화물 반도체 가운데에서는 가장 만들기 어려워 물성해명이 뒤쳐져 있던 재료였다. 그 질화인디움 분야에서 지금 가장 인기를 끌고 있는 이는 名西惠之 立命館대학 이공학부 교수, 名西교수는 올 후반도 거의 매달이라고 해도 좋을 정도로 국제회의의 초대강연으로 분주하다. 名西 교수 등이 질화인디움의 고품질 결정을 만들고, 그 금제대폭이 종래의 정설이었던 1.9전자볼트가 아니라 0.7에서 0.8전자볼트로 반 이하가 된다는 것을 처음으로 실증했기 때문이다. 금제대폭이 0.7, 8까지 작아지는 것은 질화물계 반도체가 가진 심자외에서 가시까지의 발광 또는 광흡수 특성이 광통신 파장대의 근적외까지 확장한다는 것을 의미한다. 질화인디움의 금제대폭이 오랫동안 1.9전자볼트라고 생각되어왔던 이유는 무엇일까. 하나는 질화인디움의 고품질 단결정을 만들기에는 벽이 너무나 높아 다결정밖에 만들 수 없다는 점이다. 질화임디움은 저온에서도 질소와 인디움으로 해리되기 쉽다. 한편, 500℃이하에서는 질소의 원료가스인 암모니아의 분해효율이 낮아 성장속도를 확보하려면 성장온도를 높일 필요가 있다는 이율배반을 동반하기 때문이다. 사실 70년대 중반부터 80년대 중반에 걸쳐 나온 논문에서는 다결정 시료의 광흡수 측정으로 금제대폭이 결정된 경위가 있다. 名西 교수도 “1.9전자볼트라고 생각되어 왔던 것은 당시 다결정 시료의 광흡수 측정이 원인이 된 듯하다”고 말한다. 그래도 질화인디움은 금제대폭이 가장 작은데다가 유효질량도 작기 때문에 전자디바이스로서도 0.2마이크로미터 이하의 미세영역이 되면 질화갈륨이나 갈륨, 비소보다도 고속화할 잠재력을 가진다. 따라서 00년 무렵부터 이 재료가 주목을 끌기 시작했다. (NK)