'10억번' 구동해도 끄떡없다…차세대 반도체 소재 개발

손민기 기자 / 기사승인 : 2025-02-07 15:04:07
  • -
  • +
  • 인쇄
▲무응력 상전이 박막 기술 개념도(자료=서울대, 포항공대)


10억 차례 이상 반복 구동해도 끄떡없는 차세대 반도체 소재가 국내 연구진의 기술에 의해 개발됐다.

한국연구재단은 서울대 손준우 교수, 포항공대 최시영 교수 연구팀이 '상전이 바나듐 산화물 반도체'의 결정구조 상변이를 제어해 열화(소재가 외부·내부적 영향으로 화학·물리적 성질이 나빠지는 현상)를 막을 수 있는 기술을 개발했다고 7일 밝혔다.

상전이 바나듐 산화물 반도체는 임계 전압에 이르면 소재 특성이 절연체에서 금속으로 바뀌어 전기전도도가 급격히 증가하는 '금속-절연체 상전이' 현상을 보인다. 이 때문에 저전력 광전자 소자와 뉴로모픽(뇌신경 모방) 신소자용 차세대 소재로 주목받고 있다. 다만 급격한 전기적 상전이에 동반하는 결정구조의 상전이가 스위칭 속도를 떨어뜨리고, 부피 변화로 인해 응력이 발생하면서 소재의 내구성에 치명적인 영향을 준다는 문제가 있다.

이에 연구팀은 상전이 바나듐 산화물에 과냉각된 타이타늄 이온을 도핑해 구조적 상변이의 원인인 결정구조의 규칙적인 질서를 교란하는 방법으로 부피 변화를 없애는 데 성공했다. 물에서 급속도로 냉각된 얼음처럼 나노 영역에서의 구조적 이질성과 무질서함이 부피 변화 없는 상전이를 구현하는 데 중요한 요인임을 전자현미경을 통해 밝혀냈다.

▲무(無)응력 상전이 박막 스위칭 실험(자료=서울대, 포항공대)


연구팀이 구현한 무응력 상전이 박막은 나노초(10-9초, 10억분의 1초) 이하의 빠른 스위칭 속도와 10억번 이상의 반복 구동에도 열화되지 않는 특성을 보였다.

손준우 교수는 "내구성이 높은 상전이 기반 반도체 소재 구현에 실마리를 제공할 것"이라며 "상전이 기반 신소재의 지능형 반도체와 광소자로의 응용 가능성을 높였다"고 설명했다.

Copyright @ NEWSTREE All rights reserved.

뉴스트리 SNS

  • 뉴스트리 네이버 블로그
  • 뉴스트리 네이버 포스트
  • 뉴스트리 유튜브
  • 뉴스트리 페이스북
  • 뉴스트리 인스타그램
  • 뉴스트리 트위터

핫이슈

+

ESG

Video

+

ESG

+

폐자원 수거하고 환경교육까지...기업들, 환경의 날 맞아 다양한 활동

6월 5일 '세계 환경의 날'을 맞아 기업들이 환경보호의 중요성을 알리는 다양한 활동들을 펼쳤다.4일 LG전자는 13일(현지시간)까지 미국 뉴욕 타임스스퀘

[최남수의 ESG풍향계] 이재명 정부의 ESG정책 방향은?

굳이 이념적 경향성을 따지자면 ESG는 진보 이슈에 더 가깝다. 환경보호와 사람존중 등이 핵심 주제여서 그렇다. 실제로 각 정파가 ESG에 접근하는 움직

SK AX, 카테나X OSP 자격 획득...유럽 ESG 핵심 파트너 등극

SK AX(옛 SK C&C)가 4일 유럽 최대 자동차 공급망 ESG 데이터 네트워크 '카테나X(Catena-X)' 운영사인 '코피니티X(Cofinity-X)'로부터 온보딩 서비스 사업자(On-boa

현대홈쇼핑 '전자폐기물 자원순환 캠페인' 아파트 2000곳으로 확대

현대홈쇼핑이 폐가전을 수거하고 재활용하는 '전자폐기물 자원순환 캠페인' 규모를 아파트 단지 총 2000곳으로 확대한다.현대홈쇼핑은 지속가능한 환

수자원공사, SK하이닉스와 PPA 체결...6월부터 수력에너지 공급

한국수자원공사가 SK하이닉스에 수력발전으로 생산한 전력을 직접전력거래(PPA) 방식으로 공급한다. 이를 위해 한국수자원공사는 30일 SK하이닉스 이천

"현대차, 배출량 전과정평가(LCA) 시스템으로 95%까지 추적 가능"

"현대차는 전과정평가(LCA) 시스템을 통해 자동차 생산에서 폐기에 이르는 과정에서 발생하는 탄소배출량을 95%까지 추적할 수 있다."홍성준 현대자동차

기후/환경

+

벌써 폭염 찾아온 유럽...英은 역대 최고 봄 기온

유럽이 벌써부터 폭염에 시달리고 있다. 특히 영국은 봄 기온이 역대 가장 높은 것으로 나타났다.2일(현지시간) 영국 기상청은 올해 1분기 평균 기온이

유럽 30개국 중 군사 탄소중립 목표 설정 국가는 달랑 2곳

유럽 30개국 가운데 군사 부문에 대한 탄소중립 달성 시점을 명시한 국가는 오스트리아와 슬로베니아 단 2곳뿐이다. 유럽 전역에서 약 3분의 1만 군사

"이재명 정부는 기후정부여야 한다"...녹색전환硏, 10대 과제 제시

4일 오전 6시 21분부터 공식 출범한 이재명 정부를 향해 2050년 탄소중립 목표 달성을 위한 기반을 닦아야 할 '기후정부'가 되어야 한다는 주문이 이어지

'환경의 날 기념식' 28년만에 韓 개최...주제는 '플라스틱 오염 종식'

'세계 환경의 날'을 맞아 유엔환경계획(UNEP)가 주최하는 기념행사가 4~5일 양일간 제주도에서 열린다. 우리나라에서 UNEP 공식 행사가 열리는 것은 1997년

이스라엘의 가자 침공 '온실가스 3100만톤'...'기후비용' 누가 책임?

이스라엘의 가자지구 침공을 비롯한 전쟁이 민간인 학살 및 인권침해 문제와 더불어 기후위기를 더욱 악화시키고 있다.지난달 30일(현지시간) 프레데

올여름 한반도 바다 1℃ 상승 전망…"생태계 파괴 가속화 우려

올여름 우리나라 연안 해역의 수온이 평년보다 약 1.0℃ 높아질 것으로 전망됐다. 수온 상승은 해양 생태계 파괴와 이상기후로 이어질 수 있다.해양수

에너지

+

순환경제

+

오피니언

+