[서울=뉴시스]이예인 인턴 기자 = 숙명여자대학교는 주민규 응용물리학과 교수 연구팀이 서로 다른 반도체를 붙이지 않고 단일 2차원 반도체만으로 차세대 전자소자의 핵심 특성인 '음의 미분 저항'을 구현했다고 13일 밝혔다.

음의 미분 저항은 전압을 높여도 특정 구간에서 전류가 오히려 줄어드는 현상으로, 소자 하나에 여러 상태를 담는 '다치 논리' 회로나 메모리에 쓸 수 있다.

기존에는 이를 구현하려면 서로 다른 반도체를 겹겹이 붙이는 이종접합 구조 등이 필요했다.

연구팀은 다층 텅스텐 디셀레나이드(WSe2)의 전압 극성을 바꿔 내부 전하를 한쪽으로 쏠리게 한 뒤 드레인 전압을 높이는 방식으로 이 한계를 넘었다. 이렇게 하면 전하가 다시 퍼지면서 전류가 줄어든다.

고분자 보호막(PMMA)으로 소재 표면을 덮어 안정화하자 상온에서 전류 최고점과 최저점의 비율(피크-밸리 전류비)이 최대 42.9까지 올라갔다.

주 교수는 "소자 구조와 제어 방식을 최적화하면 저전력 정보처리용 차세대 전자소자로 활용할 수 있을 것"이라고 말했다.

이번 연구에는 심은지 응용물리학과 학생이 제1저자로, 성수인·정유정 학생과 고창현 응용물리학과 교수, 프랑스 국립과학연구센터(CNRS)의 알레산드로 크레스티·크리스토포로스 테오도루 박사가 함께 참여했다.

연구 결과는 나노과학 분야 국제학술지 'ACS 나노'(ACS Nano)에 게재가 승인됐다.


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