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나사 에임스 연구 센터(NASA Ames Research Center)의 연구진은 에너지 소모 문제를 해결하기 위해서, 실리콘 기반의 "나노크기 진공 채널 트랜지스터(nanoscale vacuum channel transistor, NVCT)"의 구동 전압을 수십 볼트에서 5 볼트 미만으로 낮추는 새로운 연구를 수행했다.
초기에 나온 진공관은 1970년대에 거의 반도체 트랜지스터로 대체되었다. 몇 년 전에, 진공관과 반도체 트랜지스터를 하나로 결합시킨 NVCT가 개발되었다. NVCT는 기존의 트랜지스터에 비해서 더 빠르고 고온 및 방사능에 강했다. 또한 몇 나노미터의 작은 크기로 만들 수 있기 때문에, 점점 더 작은 제품을 원하는 요구를 만족시킬 수 있다. 그러나 구동 전압이 수십 볼트로 상대적으로 높은데, 이번 연구로 이런 높은 구동 전압 문제를 해결할 수 있었다.
NVCT에서는 실제로 진공이 걸리지는 않지만, 대기압에서 전자는 헬륨과 같은 불활성 가스로 채워진 공간을 가로질러서 이동한다. 전극 사이가 매우 가깝기 때문에 가스 분자와 충돌한 확률이 매우 낮아서 전자는 이 공간을 빠르게 움직인다.
이 새로운 진공 트랜지스터의 가장 큰 장점은 고온과 이온화 방사선에 견딜 수 있는 능력이다. 기존의 트랜지스터는 200℃의 온도에서 기능을 멈추었지만, 새로운 트랜지스터는 기존의 성능을 유지했다.
이 연구결과는 새로운 진공 트랜지스터가 군대 및 우주 분야에서 매우 유망하게 적용될 수 있다는 것을 보여주었다. 무어의 법칙은 현재 지켜지고 있지만, 곧 한계에 도달할 것이다. 이 연구는 이런 크기 한계를 해결하는데 새로운 길을 열어줄 수 있을 것이다.
이 연구결과는 저널 Nano Letters에 “Nanoscale Vacuum Channel Transistor” 라는 제목으로 게재되었다(DOI: 10.1021/acs.nanolett.6b04363).
| 관련연구자 | Jin-Woo Han |
|---|---|
| 관련기관 | NASA Ames Research Center |
| 과학기술분류 | 전기/전자 |
| 본문키워드(한글) | 반도체, 진공 튜브, 진공 채널 트랜지스터, 나노기술 |
| 본문키워드(영문) | semiconductor, vacuum tube, vacuum channel transistor, nanotechnology |
| 원문언어 | 영어 |
| 국가 | 미국 |
| 원문출판일 | 2017-03-27 |
| 출처 | https://phys.org/news/2017-04-vacuum-channel-transistor-combines-semiconductors.html |
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