안녕하세요. 신란희 전문가입니다.
전기·전자
Q. 반도체의 트랜지스터는 머리가락보다 얼마나 더 작은 건가요??
안녕하세요. 신란희 전문가입니다.최신 트랜지스터는 약 2nm 크기로, 평균적인 머리카락 굵기보다 40000배 작습니다.이러한 초미세 구조는 극자외선 리소 그래피와 원자층 증착 기술을 통해 정밀하게 구현됩니다.양자 터널링 등 미세화로 인한 물리적 한계를 극복하는 것이 반도체 기술의 핵심 과제입니다.
재료공학
Q. 왜 구리는 전기를 전달하는 최고의 재료가 된 것인가요?
안녕하세요. 신란희 전문가입니다.구리는 전도 대역과 가전자 대역 사이의 에너지 간격이 작아 전자가 쉽게 이동할 수 있어 뛰어난 전도성을 가집니다. 또한, 결정 구조에서 원자 간 결합력이 적절하여 변형 시에도 전도 특성이 크게 저하되지 않아 전선으로 가공하기 용이합니다. 자기장과의 상호작용에서도 손실이 적어 전력 전송 효율이 높아, 산업 전반에서 최적의 전도체로 선택되었습니다.
전기·전자
Q. 양자컴퓨터의 보급은 언제쯤 이루워질까요?
안녕하세요. 신란희 전문가입니다.양자 오류 정정 기술은 완성되기 전까지 상용화가 어려우며, 최소 10~20년이 소요될 것으로 예상됩니다. 가장 큰 영향은 기존 암호체계가 무력화되는 점으로, 금융 및 보안 시스템 전반의 재 설계가 필요합니다. 또한, 신약 개발과 물류 최적화에서 기존 컴퓨터를 뛰어넘는 계산 능력을 발휘할 가능성이 큽니다.
재료공학
Q. 세라믹 재료의 열 전도율을 개선하기 위한 방법은?
안녕하세요. 신란희 전문가입니다.세라믹의 결정 구조를 조정하여 격자 결함을 최소화하면 열 전도율을 향상시킬 수 있습니다.고전도성 필러나 나노튜브를 첨가하면 열 흐름을 강화하여 열 전도 특성을 개선할 수 있습니다.소결 공정을 최적화하여 기공을 줄이면 열 저항을 낮추고 전도 효율을 극대화할 수 있습니다.
재료공학
Q. 금속의 경도를 측정하기 위한 방법들은?
안녕하세요. 신란희 전문가입니다.금속의 경도 측정에 브리넬, 로크웰, 비커스 등의 정적 시험과 쇼어 경도 같은 동적 시험이 활용됩니다.나노인덴테이션 기법은 미세 구조 분석과 함께 나노미터 단위의 기계적 특성 평가에 적합합니다.각 방법은 하중, 압입체 형태, 변형 거동에 따라 차이가 있으며, 측정 환경과 목적에 맞는 선택이 중요합니다.
재료공학
Q. 전기전자재료에서 전기적 절연성을 개선하는 방법
안녕하세요. 신란희 전문가입니다.고유전율 또는 저유전율 소재를 선택해 전자 이동을 억제해야 합니다.나노필러나 고분자 복합체를 활용해 절연층 균일성을 높이고 전하 트랩을 줄입니다.표면 코팅이나 플라즈마 처리로 절연막 구조를 최적화하고 내전압 특성을 강화합니다.
전기·전자
Q. 전자기기에서 전자기 호환성을 확보하는 방법
안녕하세요. 신란희 전문가입니다.전자가 호환성을 확보하려면, 회로 설계에서 전자파 간섭을 최소화하는 차폐 및 필터링 기술을 적용해야 합니다. 또한, 접지 및 배선 구조를 최적화하여 신호 간섭을 줄이고, PCB 레이아웃을 정밀하게 설계해야 합니다. 마지막으로, 국제 표준(IEC, FCC 등)에 맞춘 시험 및 보정을 통해 시스템 간 상호 간섭을 방지해야 합니다다.
재료공학
Q. 기존 CMOS 공정을 대체하기 위해 극복해야 할 핵심 기술은?
안녕하세요. 신란희 전문가입니다.스핀 주입 효율과 스핀 수명을 확보하는 것이 가증 큰 기술적 장벽이고, 기존 CMOS 대비 스위칭 속도와 집적도에영향을 줍니다. 토폴로지적 절연체나 Weyl 반금속을 사용하면 강자성/비자성 계면에서의 스핀 전류 손실을 줄일 수 있습니다. 전기장을 이용한 강유전체 게이트 구조를 적용하면 에너지 소비를 낮추면서 CMOS와의 호환성을 높일 수 있습니다.
전기·전자
Q. 터널링 전류와 신호 지연 간의 트레이드오프를 최소화하는 방법
안녕하세요. 신란희 전문가입니다.고유전율 게이트 절연체는 밴드 오프셋이 큰 재료를 사용하고 계면 개질 공정을 적용해 터널링 전류를 줄입니다.저유전율 배선 절연체는 공극 구조를 최적화해 신호 지연을 최소화하면서도 기계적 강도를 유지해야 합니다.중간 유전율 인터레이어를 삽입하면 필드 스크리닝 효과로 신호 무결성을 확보하면서 터널링 전류를 완화할 수 있습니다.
전기·전자
Q. 무선 전력 전송 기술은 기존 자기 공명 방식과 어떻게 차별화될 수 있을까요?
안녕하세요. 신란희 전문가입니다.자유전자의 정밀제어를 통한 전력 전송은 전자기파 대신 전자 흐름 자체를 조작하여 에너지 손실을 줄일 수 있습니다.기존 자기 공명 방식은 공진 주파수를 이용하지만, 이 방식은 플라즈마 파동이나 전자 빔을 활용해 특정 방향으로 에너지를 집중시킬 수 있습니다. 실용화를 위해 전자기 간섭, 공기 중 산란, 제어 안정성 문제를 해결해야 하며, 장거리 전송 가능성이 높습니다.