카이스트 김형준 교수 연구팀

그래핀을 소재로 실리콘 반도체보다 속도가 휠씬 빠른 차세대 반도체 제작기술이 개발됐다.

카이스트(KAIST)는 EEWS 대학원 김형준(사진) 교수와 윌리엄 고더드 교수 공동연구팀이 그래핀의 효율을 높여 반도체를 개발할 수 있는 이론적 방법을 제시했다고 22일 밝혔다. 그래핀은 전자의 이동 속도가 실리콘보다 100배 이상 빨라 반도체 분야에서 ‘꿈의 신소재’로 주목받고 있다.

지금까지는 도체에서 부도체로 바뀌는 온오프 스위칭 효율이 낮아 실용화 소재로는 적용하기 어려웠다. 최근 그래핀의 원자 구조를 바꾸는 방법으로 스위칭 조절 방법이 제시됐지만, 그래핀의 가장 큰 장점인 높은 전자 이동 속도가 급격히 떨어지는 한계에 부딪힌 상태다.

연구팀은 그래핀의 전자 이동 메커니즘이 빛의 전파 과정과 유사한 데 착안해 도체에서 부도체로 넘어가는 과정을 조절하는 게이트 전극을 톱니 모양으로 디자인해 이 같은 난제를 푸는 해법을 제시했다.

대전=임정재 기자