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이상욱 교수팀, 듀얼 게이트를 이용한 새로운 형태의 2차원 트랜지스터 소자 개발
이상욱 교수팀, 듀얼 게이트를 이용한 새로운 형태의 2차원 트랜지스터 소자 개발 2차 물질 응용 소자 연구의 새로운 가능성 열어 관련 연구 성과 JCR 재료 분야 세계적 학술지 <Advanced Functional Materials> 게재 이상욱 교수 물리학과 이상욱 교수 연구팀이 하나의 물질에서 전류의 흐름을 상하로 분리 또는 결합하여 작동할 수 있는 새로운 형태의 2차원 기반 트랜지스터를 개발하였다. 이번 연구 결과는 2021년 기준 인용지수(IF) 18.808을 기록한 재료 분야 권위 학술지 <Advanced Functional Materials>에 6월 2일(수) 게재됐다. 러시아 물리학자 안드레 가임과 콘스탄틴 노보셀로프가 흑연으로부터 원자 한 층으로 이루어진 2차원 물질 그래핀(graphene)을 발견해 노벨 물리학상을 수상한 이래, 이에 대한 다양한 양자 물성 연구와 응용 소자 연구가 활발하게 진행되고 있다. 2차원 물질이란 나노미터(㎚) 단위의 작은 원자가 한 겹으로 배열돼 있는 물질로, 2차원 평면에서는 전하가 비교적 자유롭게 이동할 수 있는 반면 물질의 전자 구조에 따라 2차원 평면 층간으로는 전하의 이동 정도가 달라질 수 있다고 알려져 있다. 본 연구팀은 단일층 전이금속 칼코겐화합물의 일종인 이황화레늄(ReS2)을 이용해 2차원 물질에서 전류의 흐름을 상하로 분리하거나 결합시킬 수 있는 새로운 아이디어를 고안하고, 이를 실질적으로 구현해 큰 주목받고 있다. (왼쪽 위) 이황화레늄 기반 듀얼 게이트 트랜지스터 소자의 현미경 이미지 (왼쪽 아래) 이황화레늄의 상·하층의 전류 흐름이 서로 독립적(붉은색) 또는 상호작용(파란색)을 하는 상황에 대한 모델링 (오른쪽) 듀얼 게이트의 전압 변화에 따른 이황화레늄 트랜지스터의 전류 흐름 비교 측정 결과 이황화레늄(ReS2)은 다른 2차원 물질과 비교하여 층간 결합(interlayer coupling)이 적다고 알려져 있다. 연구팀은 이황화레늄의 상하면에 각각 게이트 전극을 부착한 듀얼 게이트 트랜지스터 소자를 제작하고 상하층의 게이트를 제어하여 상층과 하층에 전류의 흐름이 각각 독립적으로 이루어지는 것을 확인했다. 특히, 2차원 질화 붕소를 상하층에 모두 게이트 절연층으로 사용하는 방법으로 트랜지스터의 성능을 높이고, 다양한 방법론을 통해 이 트랜지스터의 성능 최적화 분석을 진행했다. 그 결과 이황화레늄(ReS2)의 약한 층간 결합을 물리적으로 확인할 수 있었으며, 이러한 특성을 제어해 하나의 2차원 물질에서 두 개의 채널이 독립적으로, 또는 서로 상호작용(interaction)을 할 수 있도록 하는 새로운 개념의 트랜지스터 개발에 성공했다. 이상욱 교수는 “이번 연구 결과를 바탕으로 2차원 물질의 간격, 또는 적층 각도 등을 제어하여 층간 결합을 인위적으로 제어할 수 있는 시스템을 개발하는 아이디어를 얻을 수 있었다”며 “이를 통해 앞으로 2차원 물질의 새로운 양자 물성을 발현할 수 있는 시스템을 개발할 계획”이라 밝혔다. 이번 연구는 물리학과 및 신재생에너지 연구소에서 수행하고 있는 기초연구실 및 중점연구소 사업의 지원을 받아 본교 이상욱 교수(공동교신저자)와 본교 연구진, 유럽 최대 나노·반도체 기술 연구소인 IMEC 연구진(제1저자 이국진 박사) 및 고려대학교 연구진과 공동 연구를 통해 수행됐다. 본교 연구진 중 최준희 박사는 한국국방품질원 정규직 연구원으로, 신동훈 박사는 네델란드 델프트 공대 소자 카블리 연구소의 선도 연구원으로 각각 임용되며 본교의 우수한 연구 역량을 인정받고 있다.
2021 이화 국제하계대학 세션Ⅰ 온라인 개최
2021 이화 국제하계대학 세션Ⅰ 온라인 개최 국제처(처장 이해영)는 6월 28일(월)부터 7월 23일(금)까지 4주간의 일정으로 진행된 '2021 이화 국제하계대학 프로그램 세션 I’을 성공리에 마쳤다. 본교는 1971년 국내 최초로 하계대학 프로그램을 시작해 세계 청년들에게 한국을 알리고, 이화인들의 글로벌 역량을 강화할 수 있는 다양한 프로그램을 제공해왔다. 국제처는 2020년 최초로 국제동계대학을 신설한데 이어, 올해 국제하계대학을 온라인으로 개최하며 새로운 도전을 이어가고 있다. 포스트 코로나 시대에 부합하는 다양한 글로벌 프로그램을 개발하고 글로벌 인재를 확보함으로써, 디지털 전환에 대응한 교육혁신 플랫폼 구축을 선도하고자 하는 본교의 2030+ 비전에 발맞춰 나아간다는 계획이다. 국제하계대학 세션 I <Korean Cinema> 수강 학생들과 참가 소감을 전하는 마이케 스졸레마(Maike Celine Sjollema) 씨 이해영 국제처장은 6월 28일(월) 유튜브를 통해 개최된 오리엔테이션에서 ”코로나 팬데믹으로 일상이 무너지고 많은 변화가 생긴 이 시점에도 이화 국제하계대학에 참여하여 새로운 세계를 체험하겠다는 학생들의 의지와 용기를 높이 평가한다”고 환영 인사를 전하고 “비록 함께 모여 수업을 듣지는 못하지만, 이화는 양질의 수업을 통해 여러분이 학문적으로 더욱 풍요로워질 수 있도록 최선을 다할 것“이라고 강조했다. 국제교류팀은 '이화 국제하계대학 세션 I’을 진행을 위해 한국학과 등 본교 교수진은 물론 해외 유수 교원을 초빙해 <Korean Cinema>, <Gender Relations in Korea>, <North Korea: History, Politics and Society>, <Korean Language Level 1/2> 등 내실 있는 강의로 프로그램을 구성했다. 또한 7월 16일(금)에는 문화체험활동의 일환으로 실시간 ‘K-Pop Dance Session’을 진행하는 등 학생들에게 다양한 경험을 제공하기 위해 노력했다. 4주간 ZOOM을 통해 전면 온라인으로 진행된 이번 프로그램에는 미국, 네덜란드, 일본, 영국, 뉴질랜드, 칠레 등 10개국의 해외대학생이 참가했다. 학생들은 코로나19 장기화로 국외 이동이 제한적인 상황에서도 학점 이수와 함께 K-POP 등 한국문화에 대해 알아가는 기회를 접할 수 있는 프로그램 구성에 높은 만족도를 보였다. 또한 소규모 수업 진행으로 활발한 토론에 참여할 수 있도록 함으로써 학생들이 다양한 시각과 경험을 공유하고, 서로 다른 배경의 사람들을 이해할 수 있는 기회를 제공해 좋은 평가를 받았다. K-Pop Dance Session 수업영상과 실시간으로 수업에 참여중인 학생들 특히, SM과 YG 등에서 다년간 안무가로 활동해온 전문가가 진행한 ‘K-Pop Dance Session’에서는 그룹 BTS의 ‘Butter’ 안무를 함께 배우며 학생들이 적극적으로 참여하는 등 학생들 눈높이에 맞춘 프로그램 구성으로 눈길을 끌었다. 네덜란드 Utrecht University의 마이케 스졸레마(Maike Celine Sjollema) 씨는 “케이팝에 관심이 많았었는데, 하계대학 특별 프로그램을 통해 전문 트레이너에게서 직접 댄스를 배울 수 있어서 더욱 흥미로웠다”고 소감을 밝혔다. ‘세션 I’ 참가학생들의 높은 만족도에 힘입어 국제교류팀은 오는 8월 3주간 개최되는 '세션 II’에서도 ‘K-Pop Dance Session’을 진행할 계획이다. Central University of Chile 캐롤리나 델가도(Carolina Pedreros Delgado) 씨는 “한국에 대해 더 깊게 이해할 수 있고는 좋은 기회이자, 최고의 교육을 제공하기 위해 많은 노력을 기울인 교수님 그리고 학우들과 좋은 시간을 공유할 수 있는 기회였다”며 “함께 참가한 친구들과 네트워킹을 통해 언젠가 이화여대에서 함께 만날 수 있기를 기대한다”고 전했다. 이화국제재단의 장학생으로 본 하계대학 프로그램에 참여한 인도네시아 Gadjah Mada University 사피라 콜리시(Safira Tafani Cholisi) 씨는 “온라인 그룹 토론 기능을 이용해 활발한 토론을 나누며, 서로 다른 배경에서 오는 다양한 관점과 가치관을 존중하고 포용하는 것이 얼마나 중요한 것인지 알게 되었다”고 참여 소감을 밝혔다. 이화 국제하계대학은 50년 역사와 전통을 가지고 있는 국내 최초의 하계대학 프로그램으로, 6월 말부터 7월 말까지 4주 동안 운영되는 ‘세션 1’과 8월중 3주 동안 운영되는 ‘세션 II’로 구성되어 있다. 국제교류팀은 국제하계대학을 비롯해 국제화 프로그램을 다양화하고, 해외 우수대학과의 협력을 확대하며 글로벌 인재 양성에 앞장서갈 계획이다.
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늘 세상의 앞에서 시대를 선도해온 이화.
1886년 한 명의 학생으로 시작한 이후 한 세기 넘게 여성의 가능성을 넓혀온 이화는 미래의 혁신이 가져올 새로운 내일의 변화를 맨 앞에서 이끌고 있다.

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