단원자 두께의 초박막 소자에서 새로운 전자 움직임 현상 발견 - 미국과학진흥협회(AAAS)에서 발행하는 세계적 국제학술지 사이언스(Science)에 발표 -
□ 최근 반도체 소자의 크기가 작아지고 단일 전자 기기에 사용되는 소자의 양이 증가하면서 이를 작동시키기 위해 필요한 에너지도 증가하고 있으나, 기존 반도체 소자의 경우 정보 전달 및 저장을 위해 필요한 에너지 중 많은 양이 불필요한 열에너지로 낭비가 되는 문제(컴퓨터나 휴대전화기기의 작동 시의 가열 현상)가 있었다.
o 일반적으로 특정한 방향으로 정보를 전달하기 위해서는 전하를 지닌 입자에 배터리를 통해 전압을 가해주어야 하는데, 이 과정에서 높은 에너지의 입자가 쉽게 열을 내면서 에너지 비효율이 발생한다.
□ 연구팀은 이황화몰리브덴(MoS2)*이라는 원자 단위의 얇은 반도체 물질로 만들어진 소자에서 높은 에너지의 입자 주입 없이도 낮은 에너지의 입자가 물질 내 특정 방향으로 이동하는 새로운 현상인 ‘계곡 홀 현상’을 관찰하였다.
* 독특한 성질의 반도체 물질로서 높은 전도성의 도체 성질을 지닌 다른 단원자 두께 물질인 그래핀과 상호 보완적 역할이 기대되는 차세대 소자 재료
□ 연구팀은 이 소자에서 낮은 에너지의 안정된 입자들이 두 가지 서로 다른「에너지 계곡」이라 불리는 곳에 존재하고, 같은 전하의 입자라 하더라도 위치하는 계곡에 따라서 서로 다른 방향으로 진동하며 존재하는 것을 알아냈다.
o 즉, 원하는 계곡 내에 입자를 선택적으로 형성시켜 일정한 방향으로 이동하게 함으로써, 기존의 전하와 자성이 아닌 반도체의 결정구조에 의해 에너지의 손실 없이 정보를 전달할 수 있는 새로운 가능성을 발견한 것이다.
단원자 두께의 초박막 소자에서 새로운 전자 움직임 현상 발견
원자 단위의 초박막 소자에서 발견된 새로운 현상이 뭐야
계곡 홀 현상