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[그래핀] 종이접기와 유사한 방식으로 접힌 그래핀 스트립은 기존 칩보다 최대 100배 더 작은 마이크로칩을 만드는 데 사용되며, 이 작은 칩으로 휴대폰과 랩톱을 포장하면 장치의 성능을 크게 높일 수 있다. 영국 Sussex대학의 새로운 연구에 따르면 그래핀과 같은 나노물질의 구조를 변경하면 전자적 특성이 해제되고 물질이 트랜지스터처럼 효과적으로 작동된다.

박영숙세계미래보고서저자 | 기사입력 2021/02/21 [16:53]

[그래핀] 종이접기와 유사한 방식으로 접힌 그래핀 스트립은 기존 칩보다 최대 100배 더 작은 마이크로칩을 만드는 데 사용되며, 이 작은 칩으로 휴대폰과 랩톱을 포장하면 장치의 성능을 크게 높일 수 있다. 영국 Sussex대학의 새로운 연구에 따르면 그래핀과 같은 나노물질의 구조를 변경하면 전자적 특성이 해제되고 물질이 트랜지스터처럼 효과적으로 작동된다.

박영숙세계미래보고서저자 | 입력 : 2021/02/21 [16:53]

 

 

그래핀과 나노크기의 칩을 활용하여 가장 작은 마이크로칩을 설계 할 수 있다.

다프네르 프랭스-링게트 

 

연구원들은 종이 접기의 종이와 같은 재료를 접어 그래핀의 전자적특성을 이용한다. 종이접기와 유사한 방식으로 접힌 그래핀 스트립은 기존 칩보다 최대 100배 더 작은 마이크로칩을 만드는 데 사용되며, 이 작은 칩으로 휴대폰과 랩톱을 포장하면 장치의 성능을 크게 높일 수 있다. 

영국 Sussex대학의 새로운 연구에 따르면 그래핀과 같은 나노물질의 구조를 변경하면 전자적 특성이 해제되고 물질이 트랜지스터처럼 효과적으로 작동된다.

과학자들은 의도적으로 그래핀 층에 꼬임을 만들었고 그 결과 물질이 전자부품처럼 작동하도록 만들 수 있었다. 따라서 그래핀과 그 나노크기는 가장 작은 마이크로칩을 설계하는 데 활용 될 수 있으며, 이는 더 빠른 휴대폰과 노트북을 만들 수 있다.

Sussex대학 수학과물리학대학의 Alan Dalton교수는 다음과 같이 말했다: “우리는 그래핀 층에 기계적으로 꼬임을 만들고 있다. 마치 나노 종이접기와 비슷하다.  

“전자기술이 아닌 나노물질을 사용하는 'straintronics'기술은 모든 장치 내부에 더 많은 칩을 넣을 수있는 공간을 제공한다. 속도를 높이기 위해 우리가 컴퓨터로하고 싶은 모든 작업은 이와 같이 그래핀을 구겨서 수행 할 수 있다.”

2004년에 발견된 그래핀은 원자두께의 탄소원자 시트로, 나노크기의 폭으로 인해 사실상 2D재료이다. 그래핀은 뛰어난 강도뿐만 아니라 소재의 전도성이 강한 특성으로도 잘 알려져있어 이미 삼성전자를 비롯한 전자산업에서 많은 관심을 불러 일으켰다. 

스트레인트로닉스 분야는 이미 그래핀과 같은 2D나노물질의 구조를 변형시키면서 이황화몰리브덴이 핵심적인 전자적 특성을 풀 수 있다는 것을 이미 보여 주었지만 서로 다른 "접힘"의 정확한 영향은 아직 잘 이해되지 않고 있다고 연구원들은 주장했다.   

그러나 이러한 재료의 거동은 고성능 장치에 엄청난 잠재력을 제공한다. 2D재료 스트립의 구조를 변경하면 전자밀도에 해당하는 도핑특성이 변경되고 재료를 초전도체로 효과적으로 변환 할 수 있다.  

연구원들은 그래핀 스트립과 이황화몰리브덴의 도핑과 같은 특성에 대한 구조적 변화의 영향에 대한 심층연구를 수행했다. 꼬임과 주름에서 구덩이 구멍에 이르기까지 재료가 어떻게 꼬여서 결국 더 작은 전자부품을 설계하는 데 사용될 수 있는지 관찰했다.   

연구를 주도한 Sussex대학 나노구조재료연구원의 연구원 Manoj Tripathi는 다음과 같이 말했다. "이런 종류의 주름을 만들면 트랜지스터나 로직게이트와 같은 스마트 전자부품을 만들 수 있다.” 

이 발견은 더 빠른 컴퓨팅서비스에 대한 수요가 증가함에 따라 마이크로칩의 트랜지스터 수가 2년마다 2배로 늘어난다는 무어의 법칙을 준수하도록 압력을받는 업계에서 반향을 일으킬 가능성이 높다. 문제는 엔지니어들이 훨씬 더 많은 처리능력을 작은 칩에 맞추는 방법을 찾기 위해 고군분투하고있어 전통적인 반도체산업에 큰 문제를 일으키고 있다는 것이다.  

작은 그래핀 기반 트랜지스터는 이러한 장애물을 극복하는 데 크게 도움이 될 수 있다. “이 나노물질을 사용하면 컴퓨터 칩이 더 작고 빨라진다. 컴퓨터 제조업체가 이제는 전통적인 반도체 기술로 할 수있는 일의 한계에 이르렀기 때문에 이런 일이 발생하는 것이 절대적으로 중요하다. 궁극적으로 이것은 우리의 컴퓨터와 전화가 앞으로 수천 배 더 빨라질 것이다.”라고 Dalton은 말했다.  

그래핀은 15년 전에 발견된 이래 처음에 기대했던만큼 많은 응용분야를 찾기 위해 고군분투했으며, 이 소재는 종종 자체 과대광고의 희생양으로 제시되었다. 그러나 1824년에이 물질이 발견된 후 최초의 실리콘칩이 만들어지는 데는 1세기가 넘게 걸렸다. 이러한 관점에서 Dalton과 Tripathi의 연구는 그래핀에 대한 잠재적인 판도를 바꿀 수있는 용도를 찾을 수 있게 해준다.

 
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