‘포스트 실리콘’ 반도체 소재로 꼽히는 2차원 반도체 소재 상용화의 최대 난제였던 접촉 저항 문제를 해결할 결정적 단서가 나왔다. 국내 연구진이 접촉 저항을 유발하는 에너지 장벽의 이론 예측값과 실제 실험값이 불일치하는 원인을 찾아낸 것이다. 정확한 반도체 성능 예측이 가능해져 2차원 소재를 이용한 초나노 반도체 칩 개발에 속도가 붙을 전망이다. UNIST 반도체소재·부품대학원 정창욱·권순용 교수팀은 2차원 반도체 소재와 바일 금속이라는 준금속이 맞닿을 때 생기는 이론적 에너지 장벽이 실험 결과와 일치하지 않는 원인을 밝혀내고, 이를 설명하는 새로운 예측 공식을 제시했다고 19일 밝혔다. 반도체 업계는 수 나노미터 이하의 초미세 공정 칩을 만들기 위해 실리콘 대신 원자 수 겹 두께의 2차원 반도체 소재에 주목해왔다. 하지만 이 2차원 소재를 기존에 쓰던 금속 전극에 연결하면 전자가 잘 흐르지 못하는 접촉 저항이 심각해진다. 전자가 금속에서 반도체 소재로 갈 때 넘어야만 하는 에너지 장벽이 높기 때문이다. 바일 준금속은 실험적으로는 이러한 장벽을 낮추는 대안 소재로 알려져 있다. 문제는 신뢰성이다. 기존 이론 계산에 따르면 오히려 에너지 장벽이 높게 예측되기
광주과학기술원(GIST)은 전기전자컴퓨터공학과 정현호 교수와 한국과학기술원(KAIST) 송영민 교수 공동연구팀이 전압과 빛의 편광 방향을 동시에 이용해 색상을 정밀하게 조절할 수 있는 ‘카이랄(Chiral) 플라즈모닉 전기변색 메타표면’을 세계 최초로 개발했다고 밝혔다. 이번 기술은 빛의 회전 방향(원형편광)에 따라 색이 달라지는 나선형 금 나노구조와 전기변색 고분자(Polyaniline, PANI)를 결합해, 1볼트(V) 이하의 초저전력으로 가시광 전 영역(약 287나노미터)에 걸친 폭넓은 색상 변화를 구현할 수 있는 것이 특징이다. 전기변색 소자는 전압을 가하면 색이 변하는 원리를 활용해 스마트 윈도우나 저전력 디스플레이에 응용된다. 그러나 기존 기술은 색 변화 폭이 제한적이거나 고전압이 필요해 한 픽셀 내에서 다양한 색을 표현하기 어려웠다. 연구팀은 자연계의 나선형 구조(보석풍뎅이 등)에서 영감을 받아, 빛의 편광 방향에 따라 색이 달라지는 ‘이색성(Dichroism)’ 원리를 전기변색과 결합했다. 금 기반의 나선형 나노구조 위에 전기변색 고분자를 균일하게 코팅해 전압과 편광 변화에 따라 색을 조절할 수 있는 메타표면을 구현했으며, 복잡한 미세가공 없이
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