IBS, ‘멤브레인 반도체’ 세계 최초 3차원 구현

  • 경제/과학
  • IT/과학

IBS, ‘멤브레인 반도체’ 세계 최초 3차원 구현

  • 승인 2019-07-28 14:07
  • 신문게재 2019-07-29 7면
  • 김성현 기자김성현 기자
noname01
입체 멤브레인 반도체의 등각 증착 및 분리 과정 모식도
국내 연구진이 세계 최초로 정교한 가시가 돋친 새로운 구조의 3차원 반도체 소자를 개발했다.

기초과학연구원(IBS)은 원자제어 저차원 전자계 연구단 조문호 부연구단장 연구팀이 원자 두께 반도체 표면에 돌기가 돋은 형태의 신소재를 개발했다고 28일 밝혔다.

두께가 거의 없는 2차원 반도체는 투명하고 전기전도도가 높아 차세대 초소형·저전력 전자기술의 후보로 꼽힌다. 2차원 반도체를 실리콘 기판에서 분리하면 유연한 막이 되는데 이를 '멤브레인(membrane) 반도체'라고 부른다. 이를 접거나 구부려 입체감을 부여할 경우 기존과는 다른 독특한 성질이 나타난다. 하지만 지금까지 2차원 반도체의 균일한 대(大)면적 합성은 평면 형태로만 가능했다. 극도로 얇은 두께로 인해 굴곡 부분이 찢어지거나 구겨져 불완전했기 때문이다.

연구진은 멤브레인 반도체를 입체 구조로 만들기 위한 연구를 진행했다. 우선 10 nm (나노미터·1nm는 10억 분의 1m) 크기의 바늘모양 돌기들이 규칙적으로 정렬된 지름 4인치 크기 기판을 제작했다. 그 위에 유기금속화학증착법을 이용해 24시간가량 천천히 이황화몰리브덴(MoS2)을 증착시켰다. 그 결과 몰리브덴(Mo) 원자 1개와 황(S) 원자 2개가 정확히 층을 이루어 균일한 두께로, 기판 위에 대면적 멤브레인 반도체를 만드는 데 성공했다.

2차원 반도체의 X-Y축 평면에 Z축 성분인 돌기를 더해 3차원이 된 것인데, 이는 세계 최초의 3차원 원자층 반도체다. 원자층 반도체에 3차원으로 기하적 변형을 가하면 새로운 기능을 부여할 수 있어 효용이 크다.

연구진은 개발한 3차원 멤브레인 반도체를 양자컴퓨터 기술로 발전시킬 가능성을 탐색하고 있다. 반도체에 굴곡을 가하면 단일 광자가 나오는 것으로 알려져 있는데, 단일 광자는 양자컴퓨터의 정보 저장 단위인 큐빗(qubit)의 후보 중 하나다. 광자의 성질에 따라 양자 정보를 담을 수 있기 때문이다.

개발된 반도체는 접착메모지처럼 간단히 떼었다 붙였다 할 수 있는 것도 장점이다. 보통 증착 방식으로 만든 반도체는 실리콘 기판과 강한 결합을 이루고 있기 때문에 산성약품을 이용해 떼어내는 것이 일반적이다. 하지만, 연구진이 사용한 이황화몰리브덴(MoS2)은 기판과 약하게 결합하기 때문에 간단히 물에 담가 기판에서 떼어낼 수 있다. 떼어낸 멤브레인 반도체는 새로운 기판이나 플라스틱, 인체 피부 등 다양한 표면에 붙일 수 있다.

조문호 부연구단장은 "개발한 멤브레인 반도체는 광자가 나오는 지점을 조절하는 연구에 쓰일 수 있어 향후 양자컴퓨팅 소자 기술로도 연결될 수 있다"고 말했다.
김성현 기자 larczard@

중도일보(www.joongdo.co.kr), 무단전재 및 수집, 재배포 금지

기자의 다른기사 보기

랭킹뉴스

  1. 대전 빵축제 내년에는 원도심서 연다…시민참여형 축제로
  2. 대전역세권 개발 또 원점… 메가충청스퀘어가 공공기관 부지 공백 메우나
  3. 국감 종반전 충청 정치권 중앙행정기관 세종行 이슈파이팅 시급
  4. 사라진 일제 대전비행장… 도솔산·남선공원에 지하시설 남아 있을까
  5. [2026 경제세미나] "AI 시대, 대전만의 차별화와 국가반도체연구소 설립 필요"
  1. [사설] 반도체연구소 대전 설립보다 나은 대안 없다
  2. [주말사건사고] 대전서 주택·차량 화재 잇따라…충남선 교통·물놀이 사고로 2명 숨져
  3. [사설] '부천 소방관 순직' 화재 현장 잇단 참사
  4. 대한민국 최초의 대한민국노장가요경연대회 성료
  5. [홍성다문화] 홍성군가족센터, 중장년의 건강한 일상을 위한「오늘도 나를 잘 돌봅니다」 성료

헤드라인 뉴스


결혼비용 공개해도 추가금 여전… 공공 스드메가 해법일까

결혼비용 공개해도 추가금 여전… 공공 스드메가 해법일까

#. 지난 8월 결혼식을 올린 30대 박모 씨에게 예식 준비는 선택보다 확인의 연속이었다. 대전과 경기지역 예식장을 비교했지만 정작 가장 중요한 가격은 쉽게 알 수 없었다. 비용을 확인하려면 상담 예약을 잡고 직접 찾아가야 했고, 제휴 스튜디오·드레스·메이크업(스드메) 상품도 세부 조건을 따져볼수록 예상 금액이 늘어났다. 그렇다고 공공예식장으로 눈을 돌릴 생각은 없었다. 박 씨는 "평생 한 번뿐인 결혼식을 원하는 방식으로 치르고 싶은 마음도 존중받아야 하지 않느냐"며 "가격을 투명하게 알려주는 게 먼저지, 저렴한 곳을 찾아가라는 게..

취업 준비에만 月 58만 원… 구직청년 10명 중 7명 "비용부담"
취업 준비에만 月 58만 원… 구직청년 10명 중 7명 "비용부담"

구직 청년들이 취업 준비에 매달 평균 58만 원을 지출하는 것으로 나타났다. 이는 주거비를 제외한 금액으로, 청년 10명 중 7명이 취업 준비 비용에 부담을 느끼고 있었다. 한국경제인협회는 19일 이 같은 내용의 '구직 청년 취업 준비비용 조사' 결과를 발표했다. 이번 조사에서 응답자들이 최근 3개월간 취업 준비에 쓴 월평균 비용은 약 58만 원으로 집계됐다. 자격증·어학시험 응시료와 학원·온라인 강의 수강료, 교재비, 면접 준비비, 교통비 등이 포함된 금액이다. 부모나 가족이 대신 지불한 비용도 포함됐으며 주거비는 제외됐다. 취업..

충남경찰, `23조 원 규모` 불법 도박사이트 개설 조직 일망타진…77명 검거
충남경찰, '23조 원 규모' 불법 도박사이트 개설 조직 일망타진…77명 검거

충남경찰청이 베트남과 캄보디아 등 동남아 일대에 거점을 두고 23조 원이라는 천문학적인 금액이 오가는 도박공간을 개설·유통한 최상위 범죄조직을 일망타진했다. 경찰은 이번 수사를 통해 이들이 개설·분양한 하부 도박사이트들의 운영을 즉각 중단시키고, 국외로 도피한 피의자들에 대해서도 국제 공조를 통한 추가 검거에 나설 방침이다. 경찰은 19일 충남청 프레스센터에서 언론브리핑을 열고 2023년 3월부터 올해 7월까지 도박사이트 188개를 제작·분양한 최상위 조직 25명과 도박사이트 운영 조직 33명, 도박자 19명 등 77명을 검거했다고..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 대덕대교 부분 통제 첫 날…차로 통제에 병목현상 대덕대교 부분 통제 첫 날…차로 통제에 병목현상

  • 2026년 육군본부 국정감사 2026년 육군본부 국정감사

  • 19일부터 대덕대교 부분 통제…왕복 10개 차로 중 5개 차선 통제 19일부터 대덕대교 부분 통제…왕복 10개 차로 중 5개 차선 통제

  • 한화이글스 류지현 감독 취임 한화이글스 류지현 감독 취임