전체기사 최신뉴스 GAM
KYD 디데이
산업 전기·전자

속보

더보기

초미세 반도체 ‘그래핀 양자점’ 신기술로 차세대 트랜지스터 개발

기사입력 :

최종수정 :

※ 본문 글자 크기 조정

  • 더 작게
  • 작게
  • 보통
  • 크게
  • 더 크게

※ 번역할 언어 선택

저전력·고효율 ‘단전자 트랜지스터’로 활용 가능
백금·질화붕소 활용한 원소 치환
‘네이처 커뮤니케이션’ 발표

[서울=뉴스핌] 김영섭 기자 = 그래핀(Graphene)은 탄소 원자가 육각형 벌집모양으로 연결된 원자 한 층의 물질이다. 엄청나게 얇으면서 물리·화학적 안정성이 높고 전기전도도 등이 뛰어난 ‘꿈의 신소재’다. 이 물질을 수 나노미터(㎚, 1㎚는 10억 분의 1m) 크기로 다시 작게 만들면 초미세 반도체 입자 ‘그래핀 양자점’이 된다.

UNIST(울산과학기술원·총장 정무영) 자연과학부 신현석 교수팀은 그래핀 양자점을 기존보다 효과적으로 제작할 기술을 개발했다고 16일 밝혔다. 연구결과는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션(Nature Communications)’ 온라인판에 이날 게재됐다.

이번 연구는 차세대 전자기기에 쓰일 소자인 ‘단전자 트랜지스터’ 발전에 기여할 전망이다. 트랜지스터는 전자 신호를 증폭시키거나 바꾸는(switching)하는 반도체 집적회로의 한 구성요소다. 현재 트랜지스터 하나를 작동하는 데 10만 개의 전자 흐름을 제어하지만, 단전자 트랜지스터는 전자 1개만 제어하므로 소비전력과 발열이 적어 미래 전자기기용으로 연구가 활발하다.

연구진은 ‘육방정계 질화붕소(h-BN) 단일층 내부에 그래핀 양자점을 규칙적으로 배열한 2차원 평면 복합체’를 제조하는 기술을 개발했다. 이 물질로 전자 하나만 제어해 신호를 전달하는 장치인 ‘수직 터널링 단전자 트랜지스터’를 구현하는 데도 성공했다.

육방정계 질화붕소는 질소와 붕소가 육각형 벌집보양으로 결합된 원자 한층의 물질로, ‘백색 그래핀’으로도 불린다. 그래핀과 달리 전류가 흐르지 않는 절연 특성을 지니고 있어 2차원 부도체로의 응용이 가능하다.

연구진에 따르면 그래핀 양자점은 전류를 흘려주거나 빛을 쪼여주면 발광하는 특성이 있어 차세대 디스플레이나 바이오 이미징, 센서 등의 소재로 각광받고 있다. 적은 전기를 쓰면서 빠르게 정보를 처리할 수 있는 차세대 양자정보통신 기술에도 적용될 수 있다.

지금까지 그래핀 양자점은 흑연 덩어리를 물리적인 방법 혹은 화학반응에 의해 얇게 벗겨내는 기술(화학적 박리법)로 만들어왔다. 이 경우 원하는 크기의 그래핀 양자점을 얻기 힘들고, 가장자리에 각종 불순물이 붙어 전자의 흐름을 방해했다. 결국 그래핀 양자점이 본연의 전기적, 광학적 특성을 나타내기 어려워지는 것이다.

(그림) 육방정계 질화붕소 단일층 내부에 그래핀 양자점이 형성된 새로운 2차원 평면 복합제 제조 과정: 1) 블록 공중합체(block copolymer)와 H₂PtCl₆(백금 나노입자 형성을 위한 초기 물질)를 섞어 실리카 기판 위에 바른 후 열처리. 2) 육방정계 질화붕소 단일층을 백금 나노 입자가 배열된 실리카 기판 위로 전사. 3) 백금 나노 입자 위 질화붕소만 선택적으로 그래핀으로 치환해 그래핀 양자점 제조. 4) 질화붕소 내부에 형성된 그래핀 양자점의 2차원 평면 복합 구조체. (백금 제거 후) 2019.01.16. [자료=UNIST]

연구진은 그래핀 양자점의 크기를 원하는 대로 조절하면서 가장자리의 불순물을 없애는 새로운 방법을 고안했다. 백금 나노 입자가 배열된 실리카(SiO₂) 기판 위에 육방정계 질화붕소를 전사해 메탄(CH₄) 기체 속에서 열처리한 것이다.

백금 나노 입자는 블록 공중합체의 자기조립 성질 덕분에 규칙적으로 배열되며, 백금(Pt) 위에 올라간 육방정계 질화붕소는 그래핀과 자리를 뒤바꾼다. 결과적으로 백금 입자의 크기에 따라 그래핀 양자점의 크기가 결정되며, 원자 한 층의 육방정계 질화붕소 내부에 그래핀 양자점이 규칙적으로 배열된 소재가 만들어지는 것이다.

신현석 교수는 “새 기술로 제작한 그래핀 양자점은 쿨롱 차단(Coulomb Blockade) 효과로 전자를 하나씩만 제어할 수 있다”며 “그래핀과 육방정계 질화붕소, 그래핀 양자점을 층층이 쌓은 ‘수직 터널링 단전자 트랜지스터’를 처음 구현한 사례”라고 설명했다.

이번 연구는 서울대 화학과 손병혁·영국 맨체스터대 물리학과 콘스탄틴 노보셀로브 교수팀과 공동으로 진행했다.

 

 

kimys@newspim.com

 

 

[뉴스핌 베스트 기사]

사진
'마이 케이팝 스타' 예선 영상 공개 [서울=뉴스핌] 정태이 기자 = 종합뉴스통신사 뉴스핌이 주최·주관하는 글로벌 오디션 프로그램 '마이 케이팝 스타(MY KPOP STAR)'의 예선 진출자 10팀의 영상이 24일 공개됐다. 이번에 공개된 국내 참가자는 개똥(류진), 마틴(MARTI:N), 박희주, 차밍(Mingi Cha), 김승주(캐치)이며, 해외 참가자는 제이엑스알(JXR, 태국), 앨리스(Alice, 러시아), 하린(Harin, 독일), 젤리캣(JELLYCAT, 미얀마), 케이시야 탄(Keisya Tan, 인도네시아) 등이다. [서울=뉴스핌] 정태이 기자 = 마이 케이팝 스타 예선 진출자들의 모습 2026.06.23 taeyi427@newspim.com 이번 예선에서는 다양한 국적을 가진 지원자들의 개성 있는 모습을 만나볼 수 있다. 우선 국내 참가자인 개똥(류진)은 감미로운 목소리로 마로니에의 '칵테일 사랑'을 가창했으며, 마틴(MARTI:N)은 숀의 '웨이 백 홈(Way Back Home)'을 선보였다. 박희주는 에일리의 '첫눈처럼 너에게 가겠다'와 베이비몬스터의 '위 고업(WE GO UP)'을 통해 반전 매력을 보여준다. 차밍은 지코의 '터프쿠키(Tough Cookie)'를, 김승주(캐치)는 캔트비블루(Can't be blue)의 '첫 눈에 널 사랑할 수는 없었을까'와 롱샷(LNGSHOT)의 '문워킨(moonwalkin')'을 부르며 폭발적인 가창력을 뽐냈다. 해외 참가자들의 활약도 돋보인다. 제이엑스알(JXR)은 언차일드의 '언차일드(UNCHILD)'를 파워풀한 댄스와 함께 선보이며 탄탄한 가창력을 증명했다. [서울=뉴스핌] 정태이 기자 = 마이 케이팝 스타 예선 진출자들의 모습 2026.06.23 taeyi427@newspim.com 앨리스는 베이비몬스터의 '드림(Dream)'을, 하린은 제니의 '라이크 제니(like JENNIE)'를, 젤리캣은 블랙핑크의 '핑크 베놈(Pink Venom)'을 본인만의 스타일로 재해석했다. 케이시야 탄 역시 전소미의 '덤덤(DUMB DUMB)'으로 눈도장을 찍을 예정이다. 화려한 경력을 자랑하는 참가자들도 눈에 띈다. 개똥(류진)은 JTBC '싱어게인2' 27호 가수 출연, Mnet '포커스' 출연, TBS '박스가왕 왕중왕전' 최종 우승 등 화려한 방송 이력을 가진 지원자다. 박희주 역시 영종청소년가요제(장려상), 광주시민가요제(대상), 용인명품가요제(장려상), 전국호수예술제(우수상) 등 여러 가요제를 휩쓴 인재다. 차밍(Mingi Cha) 또한 대구 끼페스티벌에서 12팀 중 3위를 차지했을 정도로 뛰어난 실력을 갖추고 있다. [서울=뉴스핌] 정태이 기자 = 마이 케이팝 스타 예선 진출자들의 모습 2026.06.23 taeyi427@newspim.com 이번 대회는 온라인 예선을 시작으로 온라인 라이브 본선, 오프라인 결선 순으로 진행된다. 최종 우승자 1명에게는 1억 원의 상금이 주어지며, 국내 참가자 중 2~10위에게는 각 200만 원의 상금이 수여된다. 해외 참가자에게는 결선 진출 시 왕복 항공권과 숙박비 등 체류 비용 전액을 지원하는 파격적인 혜택이 제공된다. 이 밖에도 글로벌 쇼케이스 및 공연 참여 기회, 언론 홍보와 인터뷰, 국내 엔터테인먼트사의 현장 캐스팅 등 다채로운 특전이 마련됐다. 아울러 전문 보컬·댄스 트레이닝 프로그램과 K팝 안무를 활용한 숏폼 콘텐츠 제작 지원 등 참가자들의 성장을 도울 다양한 프로그램도 운영될 예정이다. '마이 케이팝 스타' 예선 진출자들의 영상은 4주에 걸쳐 매일 10팀씩 순차적으로 업로드된다. 진출자들은 앞으로 2주간 영상의 '조회수'와 '좋아요' 수를 기반으로 한 평가를 받게 되며, 이를 통해 본선 진출 여부가 판가름 난다. taeyi427@newspim.com 2026-06-24 11:00
사진
이만희 신천지 총회장 구속 [서울=뉴스핌] 고다연 기자 = 국민의힘 책임당원 집단 가입 의혹을 받는 이만희 신천지예수교증거장막성전(신천지) 총회장이 구속됐다. 서울중앙지법 김진만 영장전담 부장판사는 24일 오후 2시 정당법 위반 등 혐의를 받는 이 총회장에 대한 구속 전 피의자 심문(영장실질심사)을 열고, 이날 밤 "증거인멸의 염려가 있다"며 구속영장을 발부했다.  이 총회장은 지난 2021∼2024년 국민의힘 대선·총선 경선 등에 영향을 미칠 목적으로 신도들에게 당원 가입을 강제한 혐의를 받고 있다. [서울=뉴스핌] 사진공동취재단 = 국민의힘과의 정교유착 비리 의혹을 받고 있는 이만희 신천지 총회장이 24일 오후 서울중앙지방법원에서 열린 구속 전 피의자 심문(영장실질심사)을 받기 위해 출석하고 있다. 2026.06.24 photo@newspim.com 이 사건을 수사한 정교유착 비리 검·경 합동수사본부는 신천지가 '필라테스 프로젝트' 등 이름으로 신도들의 국민의힘 입당을 독려했고, 5만여 명이 넘는 신도가 국민의힘에 당원으로 가입한 것으로 의심하고 있다. 합수본에 따르면 20대 대선을 앞둔 2021년 7∼9월 신천지 신도 6482명이 입당한 것을 시작으로 2022년 1월 2873명, 2022년 12∼1월 3만5073명, 2023년 9월∼2024년 1월 1만2044명이 당원으로 가입한 것으로 조사됐다. 합수본은 신천지가 교회 건물 용도 변경을 비롯한 각종 교단 내 현안을 해결하기 위해 조직적으로 당원 가입을 진행했다고 보고 있다. 합수본은 이 총회장에 대해 지난 22일 구속영장을 청구했다. 앞서 지난 17일 '신천지 2인자'로 지목된 고동안 전 총회 총무 등 신천지 전직 간부 3명이 이 총회장과 같은 혐의로 구속됐다. gdy10@newspim.com 2026-06-24 23:16
기사 번역
결과물 출력을 준비하고 있어요.
종목 추적기

S&P 500 기업 중 기사 내용이 영향을 줄 종목 추적

결과물 출력을 준비하고 있어요.

긍정 영향 종목

  • Lockheed Martin Corp. Industrials
    우크라이나 안보 지원 강화 기대감으로 방산 수요 증가 직접적. 미·러 긴장 완화 불확실성 속에서도 방위산업 매출 안정성 강화 예상됨.

부정 영향 종목

  • Caterpillar Inc. Industrials
    우크라이나 전쟁 장기화 시 건설 및 중장비 수요 불확실성 직접적. 글로벌 인프라 투자 지연으로 매출 성장 둔화 가능성 있음.
이 내용에 포함된 데이터와 의견은 뉴스핌 AI가 분석한 결과입니다. 정보 제공 목적으로만 작성되었으며, 특정 종목 매매를 권유하지 않습니다. 투자 판단 및 결과에 대한 책임은 투자자 본인에게 있습니다. 주식 투자는 원금 손실 가능성이 있으므로, 투자 전 충분한 조사와 전문가 상담을 권장합니다.
안다쇼핑
Top으로 이동