거의 에너지가 필요 없는 전자회로? 외부 소스 없이도 나노기술로 전자를 스스로 냉각시킨다.

       

거의 에너지가 필요 없는 전자회로? 외부 소스 없이도 나노기술로 전자를 스스로 냉각시킨다.  과학과 사회 / 과학  2014/09/13 09:00 http://blog.naver.com/hansyoo/220119074222 전용뷰어 보기 거의 에너지가 필요 없는 전자회로? 외부 소스 없이도 나노기술로 전자를 스스로 냉각시킨다. September 10, 2014, ScienceDaily 출처: 텍사스 대학 알링턴 캠퍼스(University of Texas at Arlington) 요약: 한 팀의 연구원들이 외부적인 수단 없이 실온에서 전자를 섭씨 영하 228도로 냉각시킬 수 있는 방법을 찾아냈다. 전자 디바이스를 거의 에너지 없이 작동할 수 있게 할 것이다. 전자를 실온에서 냉각되도록 하는 나노스케일 구조가 반영된 칩. Credit: Image courtesy of University of Texas at Arlington ​     한 팀의 연구원들이 외부적인 수단 없이 실온에서 전자를 섭씨 영하 228도로 냉각시키는 방법을 찾아냈다. 전자 디바이스를 거의 에너지 없이 작동할 수 있게 할 것이다.    이 반도체 칩은 실온에서 전자를 냉각되도록 하는 나노스케일 구조를 포함한다.    전자는 "양자 우물"(quantum well)을 통과하는 과정에서 냉각되고 열이 전자에 미치지 못하게 한다.    연구팀은 9월 10일, 수요일자로 저널 네이처에 "Energy-filtered cold electron transport at room temperature"라는 내용으로 발표했다.    이번 연구를 이끈 텍사스 대학 알링턴 캠퍼스 재료공학과 고성진 부교수에 따르면 실온에서 효율적으로 전자를 냉각시키는 것은 처음이라고 말한다. 전에도 전자 냉각이 시도되었지만, 그러나 전체 디바이스가 극저온 냉각조(cooling bath)에 잠겨야만 가능하다고 한다. 실온의 저온 전자를 얻는 것은 기술적으로 엄청난 장점이 된다고 한다. 예를 들면, 다양한 전자 시스템의 냉각에 액체 헬륨이나 액체 질소를 사용할 필요가 없어진다.    전자는 실온에서도 열적으로 흥분 상태가 되는데, 이는 자연스런 현상이다. 그런데 만일 전자의 흥분 상태가 억제될 수 있다면 외부 냉각 없이도 이들 전자의 온도가 효과적으로 낮춰질 수 있다고 고성진 교수는 말했다.   연구팀은 나노스케일 구조를 사용했다. 전자가 나오는 소스 전극(source electrode)과 양자 우물(quantum well), 터널링 장벽, 양자점(quantum dot), 또 다른 터널링 장벽, 그리고 전자가 빠져나가는 드레인 전극(drain electrode)이 연속된 배열을 이루도록 구성되어 전자의 흥분 상태를 억제하여 냉각시킨다.    저온 전자는 작동하는데 극도로 에너지 소모가 적은 새로운 타입의 트랜지스터를 약속한다. 고성진 교수는 이러한 구조가 구현된 에너지 효율 높은 트랜지스터 제작 방법을 연구 중이라고 한다.    앞으로의 연구는 전자를 더욱 냉각시킬 수 있는 방법을 찾는 것이다. 그리고 가장 중요한 도전 과제는 디바이스 소자를 지나는 동안 전자가 에너지를 얻지 못하도록 막는 것이다. 그러려면 에너지를 획득하는 경로를 효과적으로 차단할 수 있는 방법을 연구해야 할 것이다. Journal Reference: 1.Pradeep Bhadrachalam, Ramkumar Subramanian, Vishva Ray, Liang-Chieh Ma, Weichao Wang, Jiyoung Kim, Kyeongjae Cho, Seong Jin Koh. Energy-filtered cold electron transport at room temperature. Nature Communications, 2014; 5: 4745 DOI: 10.1038/ncomms5745 - 네이버 블로그 <Physics of Dream>  hansyoo 님의 글 중에서 전재.. [출처] 거의 에너지가 필요 없는 전자회로? 외부 소스 없이도 나노기술로 전자를 스스로 냉각시킨다.|작성자 HANS