18일 삼성전자에 따르면 삼성전자 종합기술원은 그래핀을 활용한 새로운 트랜지스터 구조를 개발해 17일(미국 현지시간) 세계적 권위의 학술지인 사이언스 온라인판에 논문을 게재했다.
개발을 주도한 박성준 삼성전자 전문연구원은 "전류의 흐름을 차단할 수 있는 그래핀 트랜지스터의 구조를 제시한 것은 삼성전자가 처음"이라며 "그래핀 소자 연구에 새로운 방향을 제시했고 관련 분야를 선도할 수 있는 기반을 구축했다"고 말했다.
삼성전자는 이 같은 새로운 구조의 트랜지스터를 '배리스터(Barristor)'로 명명했으며 관련 핵심 특허 9건을 확보했다. 삼성전자는 약 10년 후 상용화할 수 있을 것으로 보고 있다. 정현종 전문연구원은 "새로운 트랜지스터를 상용화하면 100배 빠른 CPU나 D램ㆍ낸드플래시ㆍ디스플레이 등 다양한 제품에 적용해 성능을 끌어올릴 수 있다"고 말했다.
트랜지스터는 반도체와 같은 전자장치나 회로를 구성하는 최소단위가 되는 부품이다. 반도체에는 실리콘 소재의 트랜지스터가 수십억개씩 들어 있다. 트랜지스터 내에서 이동하는 전자의 속도가 빠를수록 반도체의 성능이 좋아지기 때문에 업계에서는 그동안 전자 이동도가 실리콘보다 10배 이상 빠른 그래핀을 새로운 트랜지스터의 소재로 주목해왔다.
그러나 그래핀의 경우 금속성질 때문에 전류 흐름을 효과적으로 제어할 수 없다는 점이 난관이었다. 트랜지스터는 전류의 흐름과 차단을 통해 디지털 신호인 0과 1을 나타내기 때문에 전류의 흐름이 제어되지 않으면 결국 아무런 기능을 할 수 없게 된다.
삼성전자는 그래핀이 실리콘과 접합하면 '쇼트키 장벽(Schottky Barrier)'이라는 일종의 에너지 장벽이 생긴다는 점을 응용했다. 전류의 양이 적으면 전자가 쇼트키 장벽을 넘지 못해 흐름이 차단되는 원리다. 그래핀 소재의 강점을 그대로 구현하면서 상용화의 최대 난관이었던 전자 이동 차단 문제를 해결한 것이다.
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