(20231029) 조선비즈 - [뉴테크] 삼성전자·IBM도 주목한 ‘엑시톤’...반도체 연산속도 6배 빨라진다

미국 컬럼비아대 연구진이 초원자의 포논과 엑시톤을 결합해 만든 '엑시톤-폴라론'의 이동 개념도(오른쪽). 일반적인 포논보다 느려 엑시톤과 결합해 안정성이 개선되는 것으로 나타났다./컬럼비아대

지난 달 서울 강남 코엑스에서 열린 '반도체 대전'에 전시된 반도체 웨이퍼. 최근 미국 컬럼비아대 연구진은 실리콘 기반 반도체에서 정보 전달에 사용하는 전자를 대신할 새로운 물질을 찾아냈다. 이를 활용하면 연산 속도를 6배까지 높일 수 있을 것으로 기대된다.

기사요약

미 컬럼비아대 연구진은 27일 “초원자(여러 원자가 뭉쳐 하나의 원자와 유사한 성질을 보이는 물질)에서 만들어지는 엑시톤을 이용한 반도체 개발에 성공해 기존 실리콘 반도체의 전자보다 6배 빠른 정보처리가 가능하다는 것을 확인했다”고 밝혔다. 일반적인 반도체는 전자를 이용해 정보를 저장·전달한다. 미세한 온도 차이로 전도체와 부전도체를 오가는 실리콘을 사용해 전류의 흐름을 디지털 정보로 만드는 방식이다. 그러나 전자의 특성을 바꾸지 못하는 만큼 반도체의 성능을 높이기 위해서는 회로의 밀집도를 올리는 방법 뿐이었다. 최근 반도체 연구자들은 전자를 대신해 더 빠르게 정보를 처리할 물질로 엑시톤을 주목하고 있다. 엑시톤 입자의 안정성이 크게 낮아 정보가 쉽게 사라진다는 문제가 있다. 연구진은 Re₆Se₈Cl₂에서 만들어지는 포논을 거북이에 비유했다. 일반적인 포논보다 이동 속도가 매우 느려 엑시톤과 결합해 ‘엑시톤-폴라론’이 만들어지는 것으로 나타났다. 엑시톤-폴라론은 안정성이 상승하고 정보 처리 속도가 크게 개선됐다.

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엑시톤 : 엑시톤은 음전하인 전자와 양전하인 정공이 합쳐져 전기적으로 중성으로 전기장 간섭에 영향을 받지 않아 더 빠른 정보 처리가 가능하다.

 

포스트를 마치며...

우리는 이젠 회로 뿐만 아니라 입자에서도 반도체가 성장할 방법을 찾고 있다. 이번 엑시톤 같은 경우 내가 예전에 포스트 했던 태양전지에서 사용될 수도 있다던 다크 엑시톤과 비슷한 종류이다. 반도체와 태양전지는 굉장히 밀접한 관계이며 이는 반도체 기술이 점점 높아질 수록 스마트폰 뿐만 아니라 우리가 일상생활에서 사용하는 에너지, 기술 등이 훨씬 좋아질 것이며 우리의 생활의 질은 점점 높아질 것이다. 만약 반도체에서 전자 대신 엑시톤이 사용된다면 엄청난 기술 혁신이 될 것이다. 점점 더 많아지고 고성능화 되가는 기술들을 제작하고 다루기 위해서 우리 또한 성장해야할 것이라 생각된다.

 

https://n.news.naver.com/mnews/article/366/0000942791?sid=105

[뉴테크] 삼성전자·IBM도 주목한 ‘엑시톤’...반도체 연산속도 6배 빨라진다

https://shs9267.tistory.com/18

(20231015) 조선일보 - 다크 엑시톤 활용하는 차세대 반도체 찾았다… 태양전지 효율 개선 가능성