삼성전자 사이언스지 게재

삼성전자가 ‘꿈의 신소재’로 불리는 그래핀을 활용한 새 트랜지스터 구조를 개발했다. 지금보다 100배 이상 뛰어난 컴퓨팅 파워를 구현할 수 있는 기반이 마련됐다.

삼성전자는 기존 실리콘의 한계를 극복하고 미래형 트랜지스터 개발 가능성을 한 단계 높인 삼성전자 종합기술원의 논문이 세계적 권위의 학술지인 사이언스 온라인판 17일자(현지시간)에 게재됐다고 18일 밝혔다.

반도체에는 실리콘(Si) 소재의 트랜지스터가 수십억개씩 들어 있다. 따라서 반도체 성능을 높이려면 트랜지스터의 크기를 줄여 전자의 이동 거리를 좁히거나 전자의 이동속도를 높여 주는 소재를 사용해 전자가 빠르게 움직일 수 있게 해야 한다.

그래핀을 실리콘 대신 트랜지스터로 사용하려면 전류의 흐름과 차단을 제어해 디지털 신호인 ‘0과 1’을 나타낼 수 있는 반도체화 과정을 거쳐야 한다. 그런데 이 과정에서 그래핀은 이동속도가 크게 줄어 그래핀 트랜지스터에 대한 회의적인 시각이 많았다.

하지만 삼성전자 종합기술원은 그래핀과 실리콘을 접합해 ‘쇼키 장벽’이라고 하는 에너지 장벽을 만들고, 이 장벽의 높이로 전류를 켜고 끌 수 있도록 한 새 원리를 적용해 전류를 제어하는 그래핀 소자를 개발했다.

장벽을 직접 조절한다는 의미에서 삼성전자는 새로운 이 소자를 ‘배리스터’로 이름 붙였다. 이 논문은 그래핀 소자 연구의 최대 난제를 해결함으로써 추후 연구에 새로운 방향을 제시, 관련 분야를 선도할 수 있는 기반을 구축한 것으로 평가된다.

류지영기자 superryu@seoul.co.kr