두께 ‘10억분의 3m’ 가장 얇은 반도체

국내 연구진 세계 첫 개발 쾌거 2題
現 초박막 반도체의 4분의1 수준… 성균관대 연구팀 “5년內 상용화”

유원종 교수팀이 만든 초박형 반도체. 이 반도체에 전기를 주입(하얀색)해 실험하는 모습이다. 성균관대 제공

오늘날 사용되는 스마트폰과 태블릿PC는 그 두께가 5∼7mm 내외로 얇지만 더 얇게 만들기 위한 경쟁이 치열하다.

유원종 성균관대 나노과학기술학과 교수팀은 세계에서 가장 얇은 반도체를 개발했다고 24일 밝혔다. 유 교수는 “두께 3nm(나노미터·1nm는 10억분의 1m)인 초박막 반도체를 제작하는 데 성공했다”고 24일 밝혔다. 현재 가장 얇은 반도체는 두께가 14nm 수준이다.

연구진이 사용한 재료는 이황화몰리브덴(MoS₂)이다. 이황화몰리브덴은 얇고 전기가 잘 통해 ‘꿈의 신소재’로 불리는 그래핀과 차세대 신소재에서 쌍두마차로 꼽힌다. 특히 그래핀은 항상 전기가 흐르는 도체여서 반도체로 활용하려면 다른 물질과의 결합이 필요하지만 이황화몰리브덴은 그 자체로 반도체가 된다.

유 교수는 “전력 소모가 4분의 1로 줄어 초소형, 초슬림 반도체를 개발할 수 있다”면서 “이르면 5년 안에 상용화될 것”이라고 밝혔다. 이 반도체를 활용하면 이론적으로는 종잇장처럼 얇은 컴퓨터를 만들 수 있다. 학계에서는 이황화몰리브덴이 차세대 반도체 소재로 사용될 가능성을 처음 확인했다는 점에서 높이 평가했다. 연구진은 국내외에 이 기술에 대한 특허 출원을 준비하고 있다. 연구 결과는 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 24일자에 게재됐다.

권예슬 동아사이언스 기자 yskwon@donga.com