‘휴대폰 뜨거워지는 현상’ 차단 실험 성공

미국 코넬대 박지웅 교수팀

휴대전화로 오래 통화하다보면 단말기가 뜨거워진다. 휴대전화 내부에 들어있는 반도체 소자에 흐르는 전기에너지가 불필요한 열에너지로 바뀌기 때문이다. 특히 최근 반도체 소자의 크기가 작아지면서 휴대전화 내에 들어가는 소자의 양도 증가하고 있다. 기기에서 발생하는 열을 잡는 것은 과학자들의 화두였다.

한국 연구진이 휴대전화에 쓰이는 반도체의 에너지 소모 현상을 없앨 수 있는 새 기술을 실험으로 구현해냈다. 미국 코넬대 박지웅 교수 연구팀은 “이황화몰리브덴이라는 물질을 원자 단위로 얇게 만들면 에너지가 낮은 상태인 입자가 에너지 손실 없이 특정 방향으로 이동하는 현상을 실험으로 관찰했다”고 29일 밝혔다. 연구결과는 지난달 27일 세계 유명 과학저널 ‘사이언스’에 게재됐다.

보통 반도체 소자에서 특정 방향으로 정보를 전달하려면 소자의 한쪽에 높은 에너지를 가진 입자를 추가해야 한다. 그러나 높은 에너지를 가진 입자는 쉽게 열에너지로 전환된다는 단점이 있다. 연구진이 개발한 이황화몰리브덴이라는 물질은 높은 에너지의 입자를 주입하지 않아도 입자가 특정 방향으로 이동해 정보를 전달했다. 입자들끼리 충돌하지 않아 에너지 손실도 없었다. 열이 발생하지 않는다는 말이다. 연구진은 이를 ‘계곡홀 현상’이라고 이름지었다.

박지웅 교수는 “이황화몰리브덴이라는 물질을 이용해 반도체 소자를 만들면 에너지 소모 없이 정보를 전달할 수 있다는 가능성을 이번 기초연구에서 확인했다”며 “추가 연구를 통해 이 분야 연구가 주목받기를 기대한다”고 말했다.

<목정민 기자 mok@kyunghyang.com>