초박막 2D 소재, 차세대 트랜지스터 길 열다

펜스테이트 공과대학 사파르시 다스(Saptarshi Das) 교수에 따르면, 2차원 소재는 전통적으로 실리콘으로 만들어지던 것보다 더 작고 고성능인 트랜지스터를 만드는 데 사용될 수 있습니다. 그와 그의 팀은 2D 소재로 만든 트랜지스터의 기술적 실행 가능성을 결정하기 위해 테스트를 수행했습니다.

"우리는 데이터에 의해 주도되는 디지털이고 연결된 세계에 살고 있습니다."라고 다스는 말합니다. "빅데이터는 저장 및 처리 능력 증가를 요구합니다. 더 많은 데이터를 저장하거나 처리하려면 더 많은 트랜지스터를 활용해야 합니다." 즉, 현대 기술이 계속 더 콤팩트해짐에 따라 트랜지스터도 더 작아져야 합니다.

60년 동안 트랜지스터 제조에 사용되어온 3D 소재인 실리콘은 더 이상 더 작게 생산할 수 없다고 다스는 말합니다. 이는 트랜지스터에서의 실리콘 사용을 점점 더 어렵게 만듭니다. 그러나 과거 연구들에 따르면 2D 소재는 대안으로 현재 실리콘 기술보다 10배 더 얇게 제조될 수 있습니다.

이 연구에서 연구자들은 펜스테이트의 2D 크리스탈 컨소시엄 NSF 재료 혁신 플랫폼(2DCC-MIP)에서 얻은 금속 유기 화학 기상 증착 기술을 사용해 단일층 이황화 몰리브덴과 이황화 텅스텐을 성장시켰습니다.

새로운 2D 트랜지스터의 성능을 이해하기 위해 연구자들은 문턱 전압, 서브임계 스윙, 최대/최소 전류 비율, 전계 효과 캐리어 이동도, 접촉 저항, 구동 전류, 캐리어 포화 속도 등과 관련된 통계적 척도를 분석했습니다.

테스트는 새로운 트랜지스터의 실행 가능성을 확인했으며, 기술이 이제 제조 및 개발 단계로 나아갈 수 있음을 입증했다고 다스는 말합니다. "이 새로운 트랜지스터는 차세대 컴퓨터를 더 빠르고, 에너지 효율적이며, 더 많은 데이터 처리와 저장을 견딜 수 있게 도울 수 있습니다."라고 그는 말했습니다.