전류 낭비없는 나노스위치

국내 연구팀이 아주 작은 양의 전류까지 누설을 막을 수 있는 기계식 스위치를 개발했다.

교육과학기술부는 윤준보 한국과학기술원(KAIST) 교수팀(사진)이 세계 최초로 기존 반도체 공정을 활용해 1볼트(V) 이하에서 동작이 가능한 수 나노미터(㎚) 수준의 기계식 나노직접소자 기술을 개발했다고 12일 밝혔다.

이번 연구 성과는 지난달 25일 세계 과학 학술지인 네이처 나노테크놀로지 온라인판에 게재됐으며 내년 1월호에 정식으로 발표될 예정이다.

나노전자기계 스위치란 나노미터 수준의 크기로 전기 신호에 의해 작동하는 기계식 스위치로서 반도체 트랜지스터의 스위치 역할과 동일하게 전류를 통하게 하거나 차단하는 역할을 한다. 이 두 가지 모드가 기계적으로 변환되기 때문에 반도체와 달리 꺼진(오프ㆍOFF) 상태에서도 전류를 완전히 차단할 수 있는 것이 특징이다.

반면 지금까지 널리 이용돼 온 반도체 트랜지스터 소자에서는 오프 상태에서도 전류가 흘러 전력 누설 현상이 있었다. 최근에는 반도체 집적도가 증가하면서 열과 소비전력 손실이 더 큰 문제로 부각됐다. 이를 해결하기 위한 다양한 기계식 스위치 개발이 이뤄져 높은 전압(4~20V)에서 동작 가능한 기술은 개발됐으나 1V 이내 저전력 전자기기에는 활용하기가 어려웠다.

윤준보 교수팀은 1V 이내 저전력 전자기기에서도 활용이 가능하고 아주 적은 양의 전류 누설도 막을 수 있는 기계식 스위치 개발에 성공한 것이다. 연구팀은 앞으로 이 기술을 통해 전자기기 배터리 사용량을 현재 대비 1% 미만으로 줄일 수 있을 것으로 기대하고 있다.

또한 기계식 원리로 고온이나 고방사선 등 극한 환경용 전자기기에서도 활용될 수 있을 것으로 전망하고 있다.

[김미연 기자]

[ⓒ 매일경제 & mk.co.kr, 무단전재 및 재배포 금지]