빛으로 구동하는 실리콘 나노선 트랜지스터. 다공성 실리콘에 빛을 쪼여주어 나노선의 전기적 특성이 변화함을 보여주는 모식도.(사진=과기정통부 제공)
박홍규 교수 연구팀(고려대)이 빛으로 작동하는 나노선 트랜지스트터를 최초로 개발했다고 과학기술정보통신부가 밝혔다
연구팀은 실리콘 나노선에 다공성 실리콘을 부분적으로 삽입해, 빛만으로 전기 신호를 효과적으로 제어할 수 있는 새로운 개념의 나노선 트랜지스터를 개발했다.
이로써 기존의 복잡한 반도체 설계 및 제작 공정을 획기적으로 줄일 수 있게 되었다.
다공성 실리콘은 내부에 수많은 작은 구멍이 있어 전기가 거의 흐르지 않는다. 연구팀은 이러한 나쁜 전기적 특성을 역으로 이용해, 빛을 쪼여주면 흐르지 않던 전류가 엄청나게 증폭한다는 점을 최초로 발견했다.
연구팀은 또한 하나의 실리콘 나노선 안에 두 개의 다공성 실리콘을 갖는 트랜지스터를 제작해 새로운 논리 회로를 구현했다. 게다가 다공성 실리콘을 여러 개 포함하는 얇은 나노선 트랜지스터를 제작해, 1 마이크로미터 미만의 높은 분해능으로 매우 약한 빛을 검출할 수 있는 고성능 광검출기를 구현했다.
박홍규 교수.
박홍규 교수는 "이 연구는 다공성 실리콘을 원하는 곳에 배치시키고 빛을 필요한 위치에 쪼여주기만 하면 나노선 하나만으로 모든 전자 기기들을 간단히 제작할 수 있음을 보여준 것이다. 이로써 매우 민감한 고해상도 카메라, 빛으로 빠르게 계산이 가능한 신개념의 컴퓨터 개발 등에 적용이 가능할 것으로 기대된다"고 연구의 의의를 밝혔다.
박홍규 교수 연구팀의 연구내용은 세계적인 학술지 네이처 나노테크놀로지 8월 8일자에 실렸다.