메뉴바로가기본문바로가기

동아사이언스

그래핀 나노리본으로 차세대 전자소자 개발

통합검색

그래핀 나노리본으로 차세대 전자소자 개발

2015.06.16 18:00
고려대 제공
고려대 제공

국내 연구진이 ‘꿈의 신소재’로 불리는 그래핀을 이용해 차세대 친환경 전자소자를 만드는 데 성공했다.


이철의 고려대 물리학과 교수팀은 인체에 해로운 중금속 대신 ‘그래핀 나노리본’으로 차세대 스핀소자용 반금속을 만드는 데 필요한 재료의 폭과 전기장 세기, 각도 등의 조건을 알아내고 국제학술지 ‘사이언티픽 리포트’ 5월 7일자에 게재했다.


최근 학계에서는 전자가 갖고 있는 스핀이라는 특징을 이용해 차세대 전자 소자를 만들 수 있을 것으로 보고 관련 연구를 진행하고 있다. 스핀은 전자가 보유한 성질로 위아래 두 가지 방향으로 변하는데, 이를 이용하면 D램보다 훨씬 많은 정보를 저장할 수 있고 정보 저장과 처리를 동시에 수행하는 장치를 만들 수 있다.


스핀 전자소자를 만들기 위해서는 전류의 스핀을 조절하는 반금속을 이용하는데, 반금속은 대부분 인체에 해로운 중금속이다. 따라서 안전한 스핀전자소자를 만들기 위해서는 중금속을 대체하는 소재를 개발할 필요할 있다.

 

연구진은 인체에 무해한 그래핀 나노리본을 이용해서 반금속을 만들 수 있다는 사실에 주목했다. 그래핀 나노리본이란 2차원 평면 형태의 그래핀을 리본 모양으로 잘라낸 것을 말한다.


연구진은 슈뢰딩거 방정식을 이용해 나노미터(nm·10억 분의 1m) 단위의 미시세계에서 일어나는 현상을 계산한 결과 두 층으로 이뤄진 그래핀 나노리본의 선폭이 2.5nm 이상이면 안정적으로 원하는 층만 반금속으로 만들 수 있다는 사실을 알아냈다.

 

또 두 층 가운데 원하는 층만 반금속으로 만들기 위해 그래핀 나노리본에 가해야 하는 전기장의 세기와 방향도 계산했다. 중금속을 이용하지 않고 스핀전자소자를 만드는 이론적인 토대가 마련된 것이다.


이 교수는 “두 층을 선택적으로 반금속으로 만들면 세상에서 가장 좁은 간격으로 붙어 있는 두 가지 회로가 되는 것”이라며 “반도체 회로의 집적도를 극적으로 높일 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.

 

 

이철의 고려대 교수는 2층 그래핀 나노리본을 선택적으로 반금속으로 만드는 조건을 규명하고 친환경 스핀전자소자 개발 가능성을 열었다. - 고려대 제공
이철의 고려대 교수는 2층 그래핀 나노리본을 선택적으로 반금속으로 만드는 조건을 규명하고 친환경 스핀전자소자 개발 가능성을 열었다. - 고려대 제공

 

이 기사가 괜찮으셨나요? 메일로 더 많은 기사를 받아보세요!

댓글 0

2 + 3 = 새로고침
###
    과학기술과 관련된 분야에서 소개할 만한 재미있는 이야기, 고발 소재 등이 있으면 주저하지 마시고, 알려주세요. 제보하기

    관련 태그 뉴스