영하 90도서도 문제없이 스마트폰 사용한다

2016.05.31 18:00
박진홍 교수(왼쪽)와 김용훈 교수. - 성균관대 제공
박진홍 교수(왼쪽)와 김용훈 교수. - 성균관대 제공

국내 연구진이 영하 90도의 극한 추위에서도 정상적으로 작동하는 반도체 소자를 개발했다. 추운 겨울날 스마트폰 등 전자기기의 작동이 느려지는 문제를 해결할 수 있을 것으로 보인다.

 

박진홍 성균관대 전자전기공학부 교수팀은 김용훈 KAIST EEWS대학원 교수팀과 공동으로 극저온에 견딜 수 있는 새로운 2차원 반도체 소자를 개발했다고 5월 31일 밝혔다.

 

연구진은 그래핀과 2차원 전자소재의 일종인 이셀레늄화텅스텐을 번갈아 쌓아올리는 방식으로 전자소자를 만들었다. 이 소자에서는 전하가 그래핀과 2차원 소재 사이의 빈 공간을 경유하며 이동하는 ‘터널링 현상’이 발생하는 것으로 확인됐다. 이 현상 때문에 주위온도가 낮아질수록 동작 전류는 증가하고 누설전류는 감소하는, 새로운 특성이 나타났다.

 

이 소자는 켜진 상태와 꺼진 상태의 전류량의 비를 나타내는 ‘전류점멸비’도 높게 나타났다. 전류점멸비가 높을수록 전류의 양을 효과적으로 제어할 수 있다. 일반적인 2차원 소자는 꺼졌을 때 흐르는 전류가 1이라면 켜졌을 때는 1만으로 전류점멸비가 1만 배인데, 새로 만든 소자는 1000만 배로 나타났다. 성능이 1000배나 뛰어난 셈이다.

 

박 교수는 “영하의 온도에서도 소자에 흐르는 전류의 양을 효과적으로 제어할 수 있다는 의미”라며 “다양한 전자기기에 적용한다면 더 편리한 환경을 제공해줄 수 있을 것”이라고 말했다.

 

이 연구결과는 나노소재 분야 학술지인 ‘어드밴스드 머티리얼스’ 5월 10일자에 실렸다.

 

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