▲ 공과대학 전자전기공학부 김상식 교수

공과대학 전기전자공학과 김상식 교수 연구팀은 현재 전자기기에서 사용하는 전자소자 (MOSFET) 보다 스위칭 능력이 여섯 배 이상 뛰어난 전자소자를 개발하는데 성공하였다. 이 연구 결과는 미국화학회(American Chemical Society)가 발행하는 국제저명학술지 `나노 레터스`(Nano Letters. 7월 28일자) 온라인판에 소개됐다.

현재 널리 사용중인 전자소자(MOSFET)는 스위칭 능력의 한계가 있다. 이러한 한계는 전력소모를 크게 할 뿐만 아니라 집적화에도 문제를 야기 시키고, 전자기기의 소형화와 웨어러블 전자기기 실현에도 큰 장벽이 된다. 김상식 교수 연구팀은 기존 전자소자의 한계를 극복하기 위해 소프트 기판에서 단결정 실리콘 나노와이어 듀얼 탑 게이트 구조를 기반으로 한 피드백 전계효과 전자소자(FBFET)를 최초로 개발했다. 피드백 전계효과 전자소자(FBFET)는 본 연구팀이 양성 피드백 루프 (positive feedback loop)라는 새로운 동작 원리를 새롭게 발명하여 전자기기에 적용 가능하게 개발한 전자소자다. 더욱이, 피드백 전계효과 전자소자(FBFET)는 원리적으로 기존 전자소자(MOSFET) 보다 1,000배 이상의 스위칭 능력을 지닌 전자소자다. 

또한 본 연구팀이 개발한 FBFET 소자는 인쇄기법을 통해 나노와이어를 소프트 기판에 형성하여 FBFET가 휘어진 상태에서도 급격한 스위칭 특성을 나타낼 수 있음을 확인했다. 피드백 전계효과 전자소자(FBFET)는 소프트 기판에서 복잡한 공정없이 간단하게 3차원 구조의 듀얼 탑 게이트 전극 구조를 가지는 전자소자이고, 향후에 초저전력 전자기기 및 웨어러블 전자기기 실현에 큰 기여할 것으로 기대된다.