보도자료

포스텍 연구팀, '밸리 제어' 핵심 원천 기술 개발

[2017 08] 김종환 교수

나노 박막 해테로 구조로 전자와 정공 분리해 밸리 제어 성공

관리자 | 2017.08.30 11:31 | 조회 952




포스텍(총장 김도연) 신소재공학과 김종환<사진> 교수가 미국 UC버클리대와의 공동 연구로 나노 박막 해테로 구조를 이용해 전자(음전하)와 정공(양전하)을 극초고속으로 분리, 밸리 제어에 성공한 것으로 알려졌다.  
 
 `밸리`는 결정성이 강한 고체 내에 전자가 갖는 새로운 특성으로, 전자의 결정 운동량(crystal momentum)에 정보가 저장되며 이를 이용해서 양자 정보를 저장할 수 있는 등 미래 전자 소자·광소자로 큰 가능성을 갖고 있다. 
 
그동안 이론적으로는 원자 수준 두께의 나노 박막이 전자 밸리 특성을 잘 살릴 수 있을 것으로 기대됐다. 

하지만 실제 실험 결과 밸리 특성이 수 피코초 만에 파괴돼 소자로 응용될 수 없을 것이라는 어두운 전망이 나왔고, 김종환 교수팀은 이 문제를 해결하고자 밸리 특성이 파괴되는 이유가 음전하가 양전하와 함께 있기 때문이라는 사실에 착안해 나노 박막 해테로 구조를 통해 양전하와 음전하를 분리해 내는 방법을 고안해 냈다. 

김 교수팀은 이 방법을 통해 전자 밸리 특성을 보호하고 기대 수명을 수 피코초에서 약 백 만 배가량 늘린 1마이크로 수준으로 구현했다. 

김종환 교수는 “나노 신소재 원천 기술을 이용해 밸리를 기반으로 미래의 전자, 메모리, 광소자의 토대가 될 튼튼한 기초과학의 토대를 만들었다는 점에서 의미가 크다”고 말했다. 

한편, 이 연구는 기초과학 토대를 만든 성과를 인정받아 사이언스(Science) 자매지인 사이언스 어드밴스(Science Advances)를 통해 발표됐다. 



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