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고효율 '2중층 그래핀 트랜지스터' 개발 한발짝 더

고려대 이철의 교수팀 연구 성과 '사이언티픽 리포트' 게재

(대전=연합뉴스) 이재림 기자 = 그래핀을 활용한 고효율 트랜지스터 개발에 한발짝 더 다가서는 연구 성과가 나왔다.

한국연구재단은 고려대 이철의 교수 연구팀이 외부 전기장으로 유발된 '2중층 그래핀(bilayer graphene)'의 반도체 특성이 층간 어긋남의 방향에 따라 바뀌는 것을 규명했다고 29일 밝혔다.

그래핀은 열·전기적 특성이 뛰어나고 강철보다 단단해 실리콘을 대체할 차세대 소재로 주목받는다. 그러나 전기 흐름을 제어할 수 있는 '밴드갭'이 없어 전자 소자로의 개발은 어려웠다.

전류가 흐르게 하는 에너지의 크기인 밴드갭은 물질마다 다른데, 밴드갭이 작으면 반도체의 특성을 보인다.

이철의 교수 연구팀은 2중층 그래핀의 한 층이 다른 한 층에 대해 수평 방향으로 살짝 어긋났을 때 밴드갭을 발생시키는 전기장 값이 달라진다는 사실을 확인했다.

밴드갭은 층간 어긋남에 극도로 민감한데, 어긋나는 정도가 매우 작아도 에너지 밴드 구조에는 큰 변화를 일으킬 수 있다는 설명이다.

'2중층 그래핀 전계효과 트랜지스터(Field-Effect Transistor)'를 제작해 밴드갭을 측정하면 층간 어긋남을 바로 확인할 수 있게 될 것으로 연구팀은 기대했다.

그래핀을 활용한 초소형 고효율 트랜지스터 개발을 촉진할 수 있다는 뜻이다.

한국연구재단 측은 "기존의 실리콘보다 전자 전달 속도는 10배 이상 빠르고 훨씬 더 미세한 공정이 가능한 그래핀 전자 소자 적용 가능성을 한 단계 끌어올린 성과"라고 덧붙였다.

미래창조과학부와 연구재단 일반연구자지원사업 지원을 받아 수행한 이번 연구의 결과는 '사이언티픽 리포트(Scientific Reports·2015년 12월 4일)'에 실렸다.

walden@yna.co.kr

<저작권자(c) 연합뉴스, 무단 전재-재배포 금지>2016/01/29 12:00 송고

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