한국전자통신연구소(ETRI 소장 양승택)가 양자간섭효과에 의해 여러 단계의음 전도도 현상(Negative Trans Conductance)을 나타내는 새로운 개념의 양자간섭 트랜지스터 구조를 개발하는 데 성공했다.
17일 ETRI 기초기술연구부 박경완, 이성재, 신민철 박사팀은 전자의 양자역학적 파동성으로 인한 간섭현상에 대해 연구하던 과정에서 전자의 위상(Phas e)을 조절하는 새로운 개념의 주름진 게이트구조를 창출하는 데 성공하고 이 구조에서 게이트 전압의 변화에 따른 드레인전류의 진동현상을 발견했다고 밝혔다. 이 현상은 도체내에서 전자가 위상간섭성을 갖고 있음을 보여줌과 동시에 그 위상을 전기적인 힘으로 변화시킬 수 있음을 확인시켜준 것으로, 새로운 개념의 양자간섭 트랜지스터 개발및 응용가능성이 확인된 것이다.
양자효과를 이용한 트랜지스터 개발사례는 학계에 보고된 적이 있으나 이를이용해 음전도도 현상을 나타내는 게이트구조 제작에 성공하기에 이번이 처음으로 국제 전문학술지인 미 "Physical Review B" 4월호에 이번 결과가 게재될 예정이라고 연구팀은 밝혔다.
양자간섭효과를 이용한 트랜지스터는 기존의 실리콘 소자에 비해 *속도를 10 1백배까지 향상시킬 수 있고 *소자의 초소형화를 통한 전력소모의 극소화 를 가능하게 할 뿐 아니라 *다양한 기능을 창출할 수 있는 차세대 반도체로 서 이번 연구는 이의 실용화를 크게 앞당길 것으로 기대된다.
이번에 개발된 트랜지스터는 AlGaAs/Ga-As의 계면에 생성되는 이차원 전자가 스총을 전자의 통로로 이용하며 양쪽에 소스와 드레인을 형성시킨 미세 양자 선 구조를 만들고 그 위에 게이트의 길이가 변화하는 평면적 돌출구조의 금속게이트를 갖는 구조로 제작됐다.
이 구조에 의해 짧은 게이트와 긴 게이트를 통과하는 전자의 위상변화량이달라지게 돼 두 전자가 드레인에서 합쳐질 때 위상변화에 의한 측면 양자간 섭현상이 발생하게 된다.
고전적인 드레인 전류특성과는 달리 양자간섭현상에 의해 드레인 전류에서 여러개의 큰 진동현상이 관측됐으며 이에 따라 다역의 음 전도도 트랜지스터 가 발견된 것이다. <대전=최상국 기자>