삼성 ‘꿈의 기술’… 100배 빠른 컴퓨터 나온다

클릭하시면 더 큰이미지를 보실 수 있습니다‘꿈의 신소재’ 18일 오전 서울 서초구 서초동 삼성전자 서초사옥에서 정현종(왼쪽)·박성준 삼성전자 종합기술원 전문연구원이 ‘꿈의 신소재’인 그래핀의 구조 모형과 웨이퍼를 들어보이고 있다. 심만수 기자 panfocus@munhwa.com

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강도가 강철의 100배에 달하고 전자 이동도 실리콘보다 100배 이상 높아 ‘꿈의 신소재’로 불리는 ‘그래핀(graphene)’을 활용한 ‘그래핀 반도체 시대’ 개막의 첫 관문이 열렸다.

그래핀을 이용한 트랜지스터가 양산될 경우 지금보다 100배 이상 성능이 좋은 컴퓨터 개발이 가능하게 된다.

삼성전자 종합기술원은 18일 그래핀을 활용해 새로운 트랜지스터 구조 개발에 성공한 논문이 이날 세계적 권위의 학술지인 ‘사이언스’지 온라인판에 게재됐다고 밝혔다. 기존 실리콘(Si) 소재의 한계를 극복하고 그래핀을 활용한 미래 트랜지스터 개발의 첫 관문을 삼성전자가 세계 최초로 연 것이다.

그래핀은 구부러지는 디스플레이 패널이나 태양전지, 터치스크린 등 다양한 분야에 활용이 가능하다.

반도체는 실리콘 소재의 트랜지스터 수십억 개가 들어가기 때문에 반도체 성능을 높이기 위해서는 트랜지스터의 크기를 줄여 전자의 이동거리를 좁히거나 이동속도를 높여야 하는데, 강도가 높고 전자 이동 정도가 뛰어난 그래핀이 최적의 물질로 꼽혀 왔다. 그러나 그래핀의 금속성 때문에 전류를 차단할 수 없는 등의 단점으로 업계에서는 ‘그래핀 트랜지스터’ 개발에 회의적이었다.

삼성전자가 이번에 그래핀 자체를 변화시키지 않으면서도 전류를 차단할 수 있는 소자를 개발해 이 같은 단점을 보완한 것이다.

업계에서는 삼성전자의 이번 논문이 그래핀 소자 연구의 최대 난제를 해결함으로써 추후 연구에 새로운 방향성을 제시했다고 평가하고 있다. 삼성전자는 그래핀 트랜지스터의 동작방식 및 구조와 관련한 핵심 특허 9건을 확보하고 있다.

◆그래핀(graphene)= 연필심으로 쓰이는 흑연(graphite)과 탄소 이중 결합을 가진 분자를 의미하는 접미사(-ene)가 결합된 용어로 탄소 원자가 육각형으로 결합해 벌집 형태로 이뤄진 화합물이다. 흑연에 스카치 테이프를 붙였다 떼었다 하는 방법으로 가장 얇은 한 겹의 탄소 원자층을 떼어 낸 것이다.

임대환 기자 hwan91@munhwa.com