KAIST 윤준보 교수팀, 세계 최초 1V 이하에서 동작 가능 기계식 나노집적소자 기술 개발

교육과학기술부는 12일 한국과학기술원(KAIST) 윤준보(사진) 교수팀이 기존 반도체 공정을 활용해 1볼트(V) 이하에서 동작 가능한 기계식 나노집적소자 기술을 세계 최초로 개발했다고 밝혔다.

반도체 트랜지스터 소자는 대기상태에서도 전류가 흘러 전력이 소모되는 문제가 있어 이를 해결하기 위해 기계식 스위치에 대한 연구가 진행돼 왔다. 하지만 그동안 개발된 기계식 스위치들은 높은 동작전압(4∼20V)이 필요해 1V 이내에서 동작하는 저전력 전자기기에 활용하기 어려웠다. 연구팀은 표면력 문제를 해결하기 위해 4㎚ 거리를 움직이는 고리 모양의 독특한 구조를 제안했고 스위치의 동작 전압을 0.4V까지 낮추는 데 성공했다.

이번에 개발된 스위치는 누설전류가 0에 가까워 향후 전자기기의 배터리 사용량을 현재의 1% 미만으로 줄일 수 있을 것으로 기대된다. 특히 기계식으로 동작하기 때문에 고온이나 고방사선의 극한 환경용 전자기기 등에도 활용될 수 있을 것으로 보인다. 또 기존 반도체 공정을 그대로 활용해 제작할 수 있어 상용화나 대량생산에도 유리하다.

윤 교수는 “이번에 개발한 기계식 나노집적소자는 전자회로에서 발생되는 누설전류를 원천적으로 제거할 뿐 아니라 기존 반도체 기술과도 호환 가능하다는 점에서 초저전력 반도체시대를 앞당길 중요한 성과”라고 말했다. 이번 연구 성과는 세계 최고 권위의 과학 학술지인 네이처 나노테크놀로지 온라인판에 지난달 25일 게재됐으며 2013년 1월호에 정식 발표될 예정이다.

이영미 기자