[테크월드뉴스=장민주 기자] 한국과학기술연구원(KIST)은 광전소재연구단 황도경 박사와 군산대학교 물리학과 이기문 교수 공동 연구팀이 새로운 초박막 전극 소재(Cl-SnSe2)를 개발했다고 27일 밝혔다.
KIST는 이번 연구로 전기적 특성을 자유자재로 제어할 수 있는 2차원 반도체 기반 전자소자와 논리소자를 구현해냈다.
기존 2차원 반도체 소자는 페르미준위 고정현상으로 인해 N형 또는 P형 소자 중 하나의 특성만 보여 상보성 논리회로 구현이 어려웠다. 이번 연구로 2차원 전극 물질 Cl이 도핑된 셀렌늄화주석(Cl-SnSe2)을 이용해 반도체 전자소자의 전기적 특성을 선택적으로 제어할 수 있다.
반면 연구팀이 개발한 전극 소재를 이용하면 반도체 계면과의 결함을 최소화하여 N형과 P형 소자 특성을 자유자재로 제어할 수 있게 됐다. 즉, N형, P형 소자를 별도로 제작할 필요 없이 하나의 소자에서 두 가지 기능을 모두 수행할 수 있다.
연구팀은 이렇게 개발한 소자를 통해 NOR(노어), NAND(낸드) 등 서로 다른 논리 연산이 가능한 고성능·저전력 상보성 논리회로를 구현하는 데 성공했다.
KIST 황도경 박사는 “기존 실리콘 반도체 소자의 미세화·고집적화로 인해 발생하는 기술적 한계로 실용화가 어려웠던 인공지능시스템 등 차세대 시스템 기술의 산업화를 앞당기는데 기여한다”며 “개발된 2차원 전극 소재는 두께가 매우 얇아 높은 광 투과성과 유연성을 보여 차세대 유연·투명 반도체 소자에도 활용될 수 있을 것”이라고 말했다.
이 연구 결과는 국제학술지 ‘Advanced Materials’에 게재됐다.
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