성균관대학교가 정문석 에너지과학과 교수 등 공동 연구팀이 빛의 존재 유무에 따라 3진법과 2진법부터 최대 5진법의 출력이 구현 가능한 소자 기술을 개발했다고 밝혔습니다.
일반적인 집적회로는 1 또는 0, 2개의 출력을 하나의 비트에 저장하는 형태로 동작하는데요. 이는 일반 소자의 출력이 on과 off 상태인 2개의 출력으로 구분되기 때문입니다.
만약 3진법 이상의 출력을 한다면 다른 시스템이 필요합니다. 즉 0, 1, 2 이상의 출력이 가능한 소자가 구현 가능하다면 집적회로의 성능이 월등히 향상될 수 있는 것이죠. 컴퓨터 정보처리의 최소 단위 1바이트(byte)는 8비트(bit)를 기본 단위로 하는데요.
1바이트를 기준으로 3진법을 통해 최대 구현 가능한 출력은 6,561개로 256개의 출력을 갖는 2진법과 비교했을 때 약 25배 이상의 출력이 향상된다는 점을 알 수 있습니다.
연구팀은 광 민감도가 우수한 2차원 물질인 이텔루륨화 몰리브덴(MoTe2)과 이황화 몰리브덴(MoS2) 화합물을 이용하여 반데르발즈 이종 접합 소자를 제작했습니다.
또 이 소자에서 발견된 부성미분전달컨덕턴스(negative differential transconductance) 현상을 이용해 최대 5진법의 출력이 가능한 다진법 전자소자를 개발했습니다.
정문석 교수는 "2차원 물질의 유연하고 투명한 특성뿐만 아니라 전자 소자의 효율 측면에서도 그 성능을 크게 향상시켜 4차 산업혁명의 핵심 주제인 빅데이터와 인공지능의 높은 전력소모와 정보처리 속도의 한계를 극복하고 새로운 패러다임을 제시할 수 있을 것으로 기대한다"고 말했습니다.
이번 연구결과는 학술지 <ACS Nano>에 게재됐습니다.
