경이로운 소재 그래핀은 종종 무어의 법칙의 죽음에 대한 잠재적인 방법으로 선전되지만, 그 유망한 속성을 활용하는 것은 까다로운 것으로 입증되었다. 이제 연구자들은“나노 접기”라고 불리는 프로세스를 사용하여 일반 칩보다 100배 더 작은 그래핀 칩을 만들 수 있음을 보여주었다.

수십 년 동안 전자 부품을 소형화하는 우리의 능력은 기하급수적으로 향상되었으며 그와 함께 우리 칩의 성능도 향상되었다. 그러나 최근 몇 년 동안 우리는 우리가 그토록 의존하게 된 실리콘 기술의 물리적 한계에 접근하기 시작했고 발전 속도가 느려지고 있다.

더 빠른 칩을 구축할 수 있는 능력은 지난 반세기 동안 우리가 이룬 빠른 기술 발전을 뒷받침했다. 따라서 사람들은 이러한 추세를 계속 유지하기를 열망한다. 그 결과 수많은 신기술이 무어의 법칙의 끝을 넘어서기 위해 경쟁하고 있지만 지금까지 확실한 선두를 차지한 사람은 없다.

가장 유망한 후보 중 하나는 하나의 원자 두께 시트로 제공되는 탄소의 한 형태인 그래핀으로, 둘 다 믿을 수 없을 정도로 강하고 다양한 놀라운 전자적 특성을 가지고 있다. 잠재력에도 불구하고 그래핀 및 유사한 2D 재료로 전자 장치를 생성하려는 노력은 천천히 진행되고 있다.

그 이유 중 하나는 이러한 엄청나게 얇은 층을 만드는 데 사용되는 프로세스가 필연적으로 재료의 특성을 변경할 수 있는 결함을 도입하기 때문이다. 일반적으로 이러한 결함은 이러한 방식으로 만들어진 구성 요소가 예상대로 작동하지 않을 수 있으므로 문제가 있는 것으로 간주된다.

그러나 ACS Nano 저널에 실린 논문에서 영국 Sussex 대학의 연구자들은 정확하게 조사하기로 결정했다. 이러한 결함이 그래핀과 이황화 몰리브덴이라고하는 또 다른 2D재료의 특성에 미치는 영향과 이러한 결함을 활용하여 초소형 마이크로 칩을 설계하는 방법에 대해 설명한다.

그들의 발견을 바탕으로, 팀은 이제 이러한 결함을 지시하여 미세한 전자 부품을 만들 수 있음을 보여주었다. 그래핀 시트를 구겨서 재료를 추가하지 않고도 트랜지스터처럼 작동할 수 있었다.

“우리는 그래핀 층에 기계적으로 꼬임 현상을 만들고 있다. 이것은 마치 나노 접기와 비슷하다.”고 연구를 이끌었던 Alan Dalton은 보도 자료에서 말했다.

“이 나노 물질을 사용하면 컴퓨터 칩이 더 작고 빨라질 것이다. 컴퓨터 제조업체가 이제 전통적인 반도체 기술로 할 수 있는 일의 한계에 이르렀기 때문에 이런 일이 발생하는 것이 절대적으로 중요하다.”

이 연구는 나노 물질의 기계적 변형이 전자적, 자기적, 광학적 특성을 극적으로 변화시킬 수 있는 놀라운 방법을 밝히는“스트레인 트로닉스”로 알려진 새로운 연구 라인에 속한다.

연구진은 주름, 돔, 구멍과 같은 다양한 종류의 결함이 이러한 2D 재료의 특성에 어떤 영향을 미치는지 밝혀냈으므로 이를 정밀하게 패턴 화하여 더 복잡한 칩을 만드는 방법을 연구하고 있다.

New Scientist에 따르면, 그들은 이미 패턴 몰드를 사용하여 주름을 만들고 물 분자에 레이저를 발사하여 팽창시켜 돔을 생성하는 것을 마스터했으며 5년 이내에 기능적인 프로토 타입 칩을 갖기를 희망하고 있다.

그들은 이 접근 방식을 통해 기존 마이크로 칩보다 약 100배 더 작은 프로세서를 구축할 수 있다고 말한다. 이는 오늘날의 장치보다 수천 배 더 빠를 수 있고 만드는 데 훨씬 적은 에너지와 리소스를 필요로 할 수 있다.

접근 방식의 잠재력을 구체화하는 데는 아직 갈 길이 멀지만, 우리가 만든 기술적인 거인을 전능하게 유지하려는 경쟁에서 유망한 새로운 전선을 나타낸다.

이미지 출처: Pixabay/ snoopdogg