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기술동향
동향 기본정보
금속 및 반도체 2-D 전자소자
동향 개요
| 기관명 | NDSL |
|---|---|
| 작성자 | KISTI 미리안 글로벌동향브리핑 |
| 작성일자 | 2017-09-19 00:00:00.000 |
| 내용 | 현대 생활은 트랜지스터가 없다면 거의 상상도 못할 것이다. 이들은 모든 전자 장치의 유비쿼터스 빌딩 블록이다. 각 컴퓨터 칩에는 수십억 개의 전자 장치가 있다. 그러나 칩이 작아지면서 현재의 3D 전계 효과 트랜지스터 (FET)는 효율 한계에 도달하고 있다. 연구팀은 단일 물질로 만들어진 최초의 2D 전자 회로를 개발했다. Nature Nanotechnology에 게재된 이 연구는 2D FET를 구현하기 위해 동일한 재료로 금속과 반도체를 만드는 새로운 방법을 보여준다. 간단히 말해, FET는 두 개의 금속 전극과 그 사이의 반도체 채널로 구성된 고속 스위치로 생각할 수 있다. 전자 (또는 정공)는 채널을 통해 흐르는 소스 전극에서 드레인 전극으로 이동한다. 3D FET는 나노 크기로 성공적으로 축소되었지만, 물리적 한계가 나타나기 시작했다. 짧은 반도체 채널 길이로 인해 성능이 저하된다. 전자와 정공이 전극 간에 흐르지 않아 열과 효율이 저하되는 경우도 있다. 이러한 성능 저하를 극복하기 위해 트랜지스터 채널은 나노 미터 크기의 얇은 재료로 만들어야 한다. 그러나 얇은 3D 물질조차도 충분하지 못하다. 쌍을 이루지 못하는 전자 (unpaired electrons)는 표면의 소위 '댕글링 본드 (dangling bonds)'의 일부가 흐르는 전자를 방해하여 산란을 일으킨다. 얇은 3D FET에서 2D FET로 통과하면 이러한 문제를 극복하고 새로운 매력적인 특성을 나타낼 수 있다. 2D 반도체로 만든 FET는 모든 전자가 표면에서 매달린 결합이 없는 자연적으로 얇은 채널에 국한되어 있기 때문에 짧은 채널 효과가 없다. 또한 단층의 2D 층 재료는 광범위한 전기 및 가변 광학 특성, 원자 스케일 두께, 기계적 유연성 및 큰 밴드 갭 (1 ~ 2 eV)을 갖는다. 2D FET 트랜지스터의 주요 문제점은 2D 반도체와 벌크 금속 사이의 인터페이스에서 커다란 접촉 저항이 존재한다는 것이다. 이 문제를 해결하기 위해 연구팀은 동일한 화합물인 MoTe2 (몰리브덴 텔루라이드)로 만든 반도체 및 금속으로 2D 트랜지스터를 생산하는 새로운 기술을 고안했다. 다형성 물질로서 금속 및 반도체로 사용할 수 있다. 반도체와 금속 MoTe2 사이의 계면에서의 접촉 저항은 매우 낮다. 배리어 높이는 150meV에서 22meV로 7 배 낮아졌다. 과학자들은 고품질의 금속성 또는 반도체성 MoTe2 결정을 제조하기 위해 화학 기상 증착 (CVD) 기술을 사용했다. 다형성은 금속을 얻으려면 710 ° C, 반도체는 670 ° C를 얻기 위해 NaCl 증기로 채워진 고온 벽 석영관 오븐 내부의 온도에 의해 제어된다. 과학자들은 또한 텅스텐 디텔러라이드 (WTe2)와 텅스텐 디셀레나이드 (WSe2)를 번갈아 사용하여 더 큰 규모의 구조물을 제조했다. 그들은 화학 기상 증착으로 반도체성 WSe2의 얇은 층을 생성한 다음, 일부 줄무늬를 긁어내어 그 자리에 금속성 WTe2를 성장시켰다. 미래에는 그래핀 및 기타 전이 금속 디칼코게나이드 물질을 포함한 2D 물질 연구의 주요 쟁점으로 여겨지는 이론적인 양자 한계에 도달하는 훨씬 더 작은 접촉 저항을 실현할 수 있을 것으로 기대된다. |
| 출처 | |
| 원문URL | http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIDetailView?keyValue=03553784&target=TREND&cn=GTB2017003073 |
| 첨부파일 |
추가정보
| 과학기술표준분류 | |
|---|---|
| ICT 기술분류 | |
| 주제어 (키워드) | 1. 2차원, 트랜지스터, 몰리브덴 텔루라이드, 텅스텐 디텔러라이드, 텅스텐 디셀레나이드, 화학 기상 증착 2. 2D, transistor, MoTe2, WTe2, WSe2, CVD |