[헤럴드경제=정찬수 기자] 앞으로 국내 연구진이 기존 전자회로보다 우수한 효율을 지닌 반도체 소자를 만들 수 있는 가능성이 열렸다.

미래창조과학부는 코넬대학교 박지웅 교수 연구진이 기존 반도체 소자의 에너지 효율을 높일 수 있는 새로운 전자 움직임을 발견했다고 29일 밝혔다.

반도체 소자 크기가 작아지고 단일 전자기기에 사용되는 소자의 양이 늘면서 이를 작동시키기 위해 필요한 에너지 소모량도 증가하고 있다. 따라서 컴퓨터나 스마트폰 작동시 뜨거워지는 현상처럼 기존 반도체 소자는 불필요한 열에너지로 낭비되는 문제가 있었다.

연구팀은 이황화몰리브덴(MoS2)이라는 원자 단위의 얇은 반도체 물질로 만들어진 소자에서 높은 에너지의 입자 주입 없이도 낮은 에너지의 입자가 특정 방향으로 이동하는 ‘계곡 홀 현상’을 관찰했다.

이 소자에서는 낮은 에너지의 안정된 입자들이 두가지 ‘에너지 계곡’이라 불리는 곳에 존재하고 다른 방향으로 진동하며 존재한다.

연구진은 원하는 계곡 내에 입자를 선택적으로 형성시켜 일정한 방향으로 이동하게 해 반도체 결정구조에의해 에너지를 손실 없이 전달할 수 있는 새로운 가능성을 발견한 것이다.

박지웅 교수는 “이번 연구로 새로운 단원자 두께의 물질에 대한 연구방향을 제시함과 동시에 관련 이를 이용한 응용 기술로 연계ㆍ발전될 것으로 기대한다“고 말했다.

한편 이 연구는 미래부가 지원하는 ‘나노ㆍ소재기술개발사업(총괄책임자 세종대 그래핀연구소장 홍석륜 교수)’의 과제의 일환으로 수행됐고, 미국과학진흥협회(AAAS)에서 발행하는 세계적 학술지 ‘사이언스’(Science) 6월 27일자에 게재됐다.

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