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차세대 칩은 훨씬 빠르고 효율적입니다. (사진: 치노 유이치로) |
프린스턴 플라즈마 연구소의 물리학자 쇼아이브 칼리드는 "현재의 모든 전자 제품은 3차원 소재인 실리콘으로 만든 칩을 사용합니다."라고 말했습니다. 요즘 많은 회사들이 2차원(2D) 소재로 만든 칩에 많은 투자를 하고 있습니다.
이 2D 물질은 전이 금속 디칼코게나이드(TMD)라고 불리며, 두께가 몇 개의 원자 정도에 불과할 수 있습니다. 이 초박형 반도체로 만든 컴퓨터 칩은 더 작은 표면적에 더 많은 처리 능력을 집적함으로써 더 작고 빠른 장치를 개발할 수 있게 해줍니다.
칼리드 팀은 2D Materials 저널에 발표한 연구에서 실리콘 대신 TMD를 사용하면 실리콘 기반 칩 혁신이 정점에 도달했다는 개념에 대한 해결책이 될 수 있는지 조사했습니다. 가장 얇은 TMD는 두께가 원자 3개 정도에 불과하며 샌드위치처럼 배열되어 있습니다. 과학자들은 약간 더 두꺼운 TMD에 있는 원자 크기의 작은 결함을 이용할 수 있는지 여부를 조사해 왔습니다.
TMD의 대부분 원자는 순서대로 배열되어 있지만 가끔 원자가 누락되거나 원래 있어야 할 곳에 끼어 있는 경우가 있습니다. 하지만 과학자들은 결함이 반드시 나쁜 것은 아니라고 말합니다. 예를 들어, 일부 결함으로 인해 TMD는 전기를 더 잘 전도하게 됩니다.
결함의 긍정적 효과를 활용하고 부정적인 결과를 최소화하기 위해 과학자들은 결함이 발생하는 방식과 결함이 재료의 성능에 미치는 영향을 이해해야 합니다. 이 연구에서 칼리드의 팀은 TMD에서 어떤 유형의 결함이 가장 쉽게 형성되는지 파악하고, 그러한 결함이 재료의 특성에 어떻게 영향을 미치는지 연구했습니다.
과학자들은 이러한 결함이 TMD 성능에 어떤 영향을 미치는지 이해하면 연구자들이 차세대 컴퓨터 칩을 만드는 데 도움이 될 수 있다고 말합니다. TMD 칩은 아직 시장에 출시될 준비가 되지 않았지만, 기업들은 전력 소모가 큰 AI 작업을 처리하기 위해 초박형 TMD 칩을 연구 하고 있습니다.
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