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[와이즈맥스 뉴스] 2차원 반도체 만들 초박막 전극 소재 개발

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작성자 와이즈맥스 댓글 0건 조회 281회 작성일 22-04-27 14:23

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- 전기 전자 반도체 뉴스 -

현재 컴퓨터 프로세서는 핵심 부품인 실리콘 기반 논리 소자의 미세화·집적화가 심화되면서 공정 비용과 전력 소모 증가라는 문제를 겪고 있습니다.

이러한 한계를 극복하기 위해 원자층 수준의 2차원 반도체 기반 전자소자 및 논리 소자 연구가 진행되고 있는데요 그러나 2차원 반도체는 실리콘 반도체 소자보다 도핑을 통한 전기적 특성 제어가 어려워 다양한 논리회로의 구현이 어렵습니다.

한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진)은 광전소재연구단 황도경 박사와 군산대학교 물리학과 이기문 교수 공동 연구팀이 새로운 초박막 전극 소재(Cl-SnSe2)를 개발, 전기적 특성을 자유자재로 제어할 수 있는 2차원 반도체 기반 전자소자 및 논리소자를 구현했다고 27일 밝혔습니다.

연구팀은 2차원 전극 물질인 염소(Cl)가 도핑된 셀렌늄화주석(Cl-SnSe2)을 활용, 반도체 전자소자의 전기적 특성을 선택적으로 제어할 수 있었고 기존 2차원 반도체 소자는 페르미준위 고정현상으로 인해 N형 또는 P형 소자 중 하나의 특성만 보여 상보성 논리회로 구현이 어려웠습니다. 

반면 연구팀이 개발한 전극 소재를 이용하면 반도체 계면과의 결함을 최소화하여 N형과 P형 소자 특성을 자유롭게 제어할 수 있는데요 즉, N형과, P형 소자를 별도 제작할 필요 없이 하나의 소자에서 두 가지 기능을 모두 수행하는 것입니다. 연구팀은 이렇게 개발한 소자를 통해 NOR(노어), NAND(낸드) 등 서로 다른 논리 연산이 가능한 고성능·저전력 상보성 논리회로를 구현해낸것입니다.

황도경 박사는 "기존 실리콘 반도체 소자의 미세화·고집적화로 인해 발생하는 기술적 한계로 실용화가 어려웠던 인공지능시스템 등 차세대 시스템 기술의 산업화를 앞당기는데 기여할 것"이라며 "이번에 개발된 2차원 전극 소재는 두께가 매우 얇아 높은 광 투과성과 유연성을 보여 차세대 유연·투명 반도체 소자에도 활용될 수 있을 것"이라 기대했습니다.


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