왼쪽부터 박완태 포항공대 화학공학과 박사, 노용영 교수, 양원렬 박사. 포항공대 제공.


열만으로 차세대 트랜지스터의 성능을 23배 높이는 기술이 나왔다.
포스텍은 노용영 화학공학과 교수, 양원렬·박완태 박사 연구팀이 물질을 가열해 기판 위에 얇은 막을 쌓는 열 증착 공정만으로 주석을 활용한 차세대 소재인 '페로브스카이트'로 만든 트랜지스터를 개발했다고 10일 밝혔다. 트랜지스터는 반도체로 만든 부품으로 전류를 켜고 끄는 스위치 역할을 한다. 연구 결과는 국제학술지 '머티리얼즈 사이언스 앤 엔지니어링 R(Materials Scie 바다이야기오락실 nce & Engineering R)' 1월호에 실렸다.
페로브스카이트는 원자가 일정한 비율로 규칙적으로 배열된 결정 구조를 가진 물질로 차세대 반도체 소재로 주목받고 있다. 주석을 기반으로 한 페로브스카이트는 전자가 빠르게 이동하고 결함에 대한 내성이 뛰어나다.
페로브스카이트는 양전하가 과도하게 생겨 전류가 계속 흘러 우주전함야마토게임 트랜지스터를 원하는 대로 켜고 끄기 어렵다는 한계가 있다. 이 문제를 해결하기 위해 과학자들은 첨가제, 고온 처리, 용액 공정 등을 시도했지만 실험실 수준에 머물러 대량 생산에 적용하기 어려웠다.
연구팀은 디스플레이 산업에서 재료를 열로 증발시켜 얇은 막을 만드는 데 널리 쓰이는 열 증착 공정에 주목했다. 첨가제 없이도 좋은 막을 만들 수 바다이야기게임장 있는 조건을 찾기 위해 재료를 동시에 쌓는 방식과 순서대로 쌓는 방식을 비교했다. 그 결과 순서대로 쌓는 방식에서 첨가제 없이도 결정 구조가 균일하게 정렬되고 결함이 크게 줄어드는 것을 확인했다.
연구팀이 만든 트랜지스터에서 전하가 이동하는 속도는 약 14제곱센티미터퍼볼트초(cm²/V·s, 전하 이동 속도 단위)를 기록했다. 기존 최고치 카카오야마토 인 0.61cm²/V·s의 약 23배다. 트랜지스터를 켰을 때와 껐을 때 흐르는 전류 차이도 약 1억 배에 달했다. 순수 주석 기반 페로브스카이트 트랜지스터 가운데 최고 성능이다.
이번 연구는 대면적 전자소자, 디스플레이 구동 회로, 웨어러블 기기 등에 활용될 수 있어 차세대 반도체 산업의 새로운 선택지를 제시할 것으로 기대된다. 노용영 골드몽릴게임릴게임 교수는 "낮은 온도 공정이 필수인 차세대 전자 시스템에 널리 쓰일 수 있을 것"이라고 말했다.
<참고>  doi.org/10.1016/j.mser.2025.101141
[임정우 기자 jjwl@donga.com]