나노기술 및 정책 정보

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오스트리아의 빈 공과대학교(Technische Universität Wien) 연구팀이 산업계에서 일반적으로 트랜지스터의 절연체로 사용되고 있는 이산화규소가 매우 무질서한 표면으로 2D 물질의 전자적 특성을 방해하는 많은 자유 불포화 결합을 가지고 있는 문제를 해결하기 위해 특수한 결정 종류인 불소화합물로 대체하여 불화칼슘 절연체를 사용한 트랜지스터 시제품을 제조하는데 성공함. 현재 반도체 산업은 대부분 매우 우수한 전자 특성을 가진 재료인 실리콘과 실리콘 산화물을 기반으로 함. 오랫동안 이 재료의 더 얇은 층이 전자부품을 소형화하는 데 사용되어 왔음. 이것은 오랫동안 잘 작동했지만 어느 시점에서 자연스럽게 한계에 도달했음. 실리콘 층이 단지 수 나노미터 두께 일 때, 단지 소수의 원자층으로 만 구성될 때, 재료의 전자적 특성은 매우 현저하게 악화됨. 재료의 표면은 대부분의 벌크 재료와 다르게 행동함. 따라서 전체 물체가 실질적으로 표면만으로 구성되고 더 이상 부피가 전혀 없다면, 재료의 특성이 완전히 다를 수 있음. 더 작고 더 컴팩트한 것은 산업에 의해 구동되는 컴퓨터 칩의 개발 방향이기 때문에 소위 2D 재료가 큰 희망으로 여겨지는 이유임. 재료는 가능한 한 얇고 극단적인 경우 단 하나의 단일 원자층으로 구성됨으로 작은 크기, 고속 및 최적의 효율로 새로운 전자 부품을 생산할 수 있게 함. 그러나 전자 부품은 항상 둘 이상의 재료로 구성되기 때문에 2D 재료는 특수 절연 결정과 같은 적합한 재료 시스템과 결합할 수 있는 경우에만 효과적으로 사용할 수 있음. 이것이 고려되지 않으면, 2D 재료가 제공하는 이점은 무효화되는 것임.

본 연구 성과는 ‘Nature Communications’ ("Insulators for 2D nanoelectronics: the gap to bridge") 지에 게재됨