아주대, 컴퓨터 속도 ‘THz 시대’ 열 기반 마련

안영환 교수팀 연구 노력 결실 나노소자 내 전하 움직임 포착

아주대학교 안영환(에너지시스템학과, 물리학과)교수팀은 세계 최초로 초고속 광전 현미경을 개발해 탄소나노튜브와 실리콘나노와이어 등 1차원 나노소자 내의 전하 움직임을 포착, 기록해내는데 성공했다고 25일 밝혔다.

컴퓨터를 비롯한 전자기기를 구성하는 반도체 소자(트랜지스터, 다이오드 등)는 속도가 빛의 1/100 수준에 이를 정도로 빨라 그동안 관측이 어려웠고 고주파 응답 특성도 알기 쉽지 않았다.

안 교수팀은 이번 연구를 위해 앞서 자체 개발했던 ‘나노 광전류 현미경’에 펨토초(1/1천조 초) 레이저 기반의 분광학 기술을 접목시켜 새로운 기능의 초고속 광전 현미경을 개발했다.

안 교수팀은 이 현미경으로 나노 크기의 반도체 소자에서 전하 움직임을 펨토초 시간 단위로 관측해냈다.

또 두 전극 사이를 가로지르는 전하의 통과 시간과 다양한 조건에 따른 전하의 속도변화, 탄소나노튜브 트랜지스터에서의 전하 움직임도 모두 관측해냈다.

안 교수는 “이번 연구가 GHz 수준에 머무르고 있는 컴퓨터 속도를 THz 수준으로 발전시키는데 밑거름이 될 것”이라고 말했다.

한편, 이번 연구 결과는 지난 10월 나노과학 분야의 세계적 학술지 ‘ACS NANO’ 온라인판에 ‘Imaging Ultrafast Carrier Transport in Nanoscale Field-Effect Transistors’의 제목으로 게재됐다.