반도체 재료인 실리콘을 대체할 차세대 재료로 어떤 것들이 주목받고 있을까요?
차세대 전자기기의 성능 향상과 새로운 재료 기술을 이해하기 위해서 실리콘을 대체할 재료들의 장단점을 비교해서 알고 싶어요. 어떤게 있나요?
안녕하세요. 박재화 박사입니다.
차세대 반도체로 대두되는 것은 SiC, GaN, Ga2O3, AlN, Diamond 등 기존의 Si의 특성의 한계점을 극복하기 위한 밴드갭이 큰 소재들이 거론되고 있고, 많은 연구개발들이 진행되고 있습니다. 이들은 외부 환경에 의한 내구성이 뛰어나기 때문에 최근 많은 관심을 받고 있습니다.
안녕하세요.
차세대 전자기기의 성능 향상을 위한 소재로는 갈륨비소나 그래핀, GaN, SiC 등의 소재들이 거론되고 있고 실제 활용되고 있습니다. 이들은 높은 전자 이동도 고온에서 안정성 등을 제공하고 있으며, 상용화를 위한 많은 기술개발이 진행중에 있습니다.
감사합니다.
안녕하세요. 김경욱 전문가입니다.
실리콘을 대체할 재료로는 그래핀, 탄소 나노튜브, 갈륨 비소 등이 있습니다. 그래핀은 뛰어난 전도성과 기계적 강도를 제공하지만, 사용화에 어려움이 있으며, 탄소 나노튜브는 매우 높은 전자 이동도를 자랑하지만 대량 생산이 어렵습니다. 갈륨 비소는 빠른 저낮 이동도를 제공해 고속 전자기기에 유리하지만, 높은 가격과 제조 비용이 단점으로 작용합니다.
안녕하세요. 한만전 전문가입니다.
실리콘을 대체할 차세대 재료로 연구되고 있는 주요 재료들은 다음과 같습니다
그래핀 : 탄소원자가 판상구조로 배열된 무질로 전도성, 열전도성 ,기계적성질이 뛰어난 재료로 실리콘보다 효율적인 전도체가 될수 있을것으로 보이며, 실리콘을 대체할 재료일 가능성이 매우 큽니다.
다만 제조비용이 비싸고, 현재로써는 대량생산이 어려워 큰 장벽에 막혀 있습니다.
몰리브덴 디설파이드 : 2D 반도체로, 그래핀과 비슷한 구조를 가집니다. 그러나 실리콘과는 다르게 밴드갭을 갖고 있어 전자 장치에 적용 가능성이 큽니다. 높은 전기전도도를 가지고 있어 전자기기에서 중요한 역할을 할수 있을것으로 사료 됩니다. 다만 아직 연구단계에 있어 더많은 연구가 필요합니다.
탄소나노튜브 :고유의 물리적 특성 덕분에 전도성 및 기계적 특성이 뛰어납니다. 이 물질은 전자 이동도가 매우 높아서 실리콘을 대체할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.
빠른 전자이동, 전도성, 내구성을 가지고 있으나 이또한 대량생산이 되지 않아 산업에 사용되기 까지는 많은 시일이 걸릴것으로 생각 됩니다.
퍼시픽반도체: 퍼시스틱 구조를 가진 반도체로 최근 주목받고 있는 재료입니다.
전도성이 뛰어나지만 안정성문제와 환경문제가 해결되지 않아 많은 연구가 필요합니다.
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.
실리콘을 대체할 재료로는 그래핀 갈륨 나이트라이드(GaN), 탄화규소(SiC) 등이 있습니다. 그래핀은 뛰어난 전기전도성과 기계적 강도를 갖지만 대량 생산이 어려운 단점이 있습니다. GaN은 높은 전압 및 고온에서도 효율적인 성능을 발휘하지만 제조 비용이 높습니다. SiC는 전력 효율성이 뛰어나 전력전자 기기에 적합하지만 실리콘에 비해 가공이 복잡합니다.