김경록 UNIST 교수팀 기술 상용화 가능성 제시
기존의 실리콘 소자가 현재 전자제품에 이용되는 기가헤르츠(㎓)의 1000배인 테라헤르츠(㎔) 대역에서도 작동할 가능성이 국내 연구진에 의해 입증됐다.
미래창조과학부는 울산과학기술대학교(UNIST) 김경록 교수 연구팀이 이런 연구 성과를 냈다고 19일 밝혔다. 현재 스마트폰, 태블릿 PC 등 대중적 전자기기의 핵심부품으로 사용되는 실리콘 반도체 소자로는 전자가 1초에 10억번 진동하는 ㎓ 대역까지만 주파수를 이용할 수 있으며, 그 이상은 불가능한 것으로 여겨져 왔다.
연구팀은 전자가 개별적으로 이동한다는 실리콘 소자의 기존 동작원리에 초고속 플라스마파(plasma-wave) 기술을 융합, 소자에 특정 조건을 걸면 전자가 집단적으로 이동하면서 ㎔ 주파수로 진동한다는 것을 밝혀냈다.
연구팀은 특히 ‘플라스마파 트랜지스터(PWT) 성능평가 방법’을 활용해 ㎔ 주파수를 발진하는 실리콘 소자의 크기가 현재의 상용 반도체 패터닝 기술로 가능한 수십 나노미터(㎚)로, ㎔ 기술을 상용화할 수 있는 가능성도 확인했다.
연구팀은 플라스마파 트랜지스터 성능평가 방법에 대해 국내 특허와 국제 특허 출원을 마쳤다.
김 교수는 “모두가 불가능하다고 생각한 실리콘 소자의 테라헤르츠 대역 동작 가능성을 최초로 입증해 테라헤르츠 기술 상용화에 한걸음 다가섰다”며 “이 원천기술을 기반으로 상용 실리콘 시스템 반도체 시장을 테라헤르츠 이미징, 분광 및 초고속·대용량 통신 등으로 광범위하게 확장할 수 있을 것”이라고 말했다.
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