▲KAIST 장기주 교수 |
KAIST 물리학과 장기주(59ㆍ사진) 특훈교수팀이 산화 처리된 실리콘 나노선에서 전기를 흐르게 하기 위해 첨가한 불순물 붕소(B), 인(P) 등의 움직임과 비활성화를 일으키는 메커니즘을 세계 최초로 규명, 획기적인 집적도를 가진 반도체를 구현할 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다.
장 교수팀은 이번 연구에서 양자 시뮬레이션 이론을 고안해 실제와 매우 가까운 코어-쉘 원자 모델을 만들었다.
연구팀은 이를 통해 실리콘 코어 내부에 첨가된 붕소 불순물이 산화 과정에서 코어를 싸고 있는 산화물 껍질로 쉽게 빠져나가는 원인을 세계 최초로 규명하는 데 성공했다.
또 장 교수는 인 불순물이 산화물로 빠져나가지 못하지만 서로 전기적으로 비활성화된 쌍을 이뤄 정공(Positive Hole)이 생기는 효율을 감소시킨다는 사실도 밝혀냈다.
장기주 교수는 “이번 연구방법은 실리콘과 산화물 사이의 코어-쉘 나노선 모델을 구현하는 이론 연구의 기본 모형으로 받아질 것”이라며 “10㎚급 수준의 소자 연구에서 실리콘 채널을 산화물로 둘러싼 3차원 원자구조를 구현해 소자 특성을 밝히는 데 커다란 도움이 될 것이다”고 연구의의를 밝혔다.
장기주 교수가 주도하고 김성현 박사과정 학생(제1저자)과 박지상 박사과정 학생(제 2저자)이 참여한 이번 연구는 나노과학분야 국제 학술지인 '나노 레터스(Nano Letters)' 온라인 판에 게재됐다.
권은남 기자
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