경북대 김대현 교수팀, 극저온에서 세계 최고 주파수 특성 갖는 전자소자 개발

하와이서 열린 세계 3대 반도체 학회 'VLSI 심포지엄'서 공개

김 교수 "초고성능 차세대 양자 컴퓨터 개발 앞당길 수 있을 것"

경북대 전자공학부 김대현 교수. 경북대 제공

경북대 유지훈 박사과정생. 경북대 제공

경북대는 전자공학부 김대현 교수팀이 극저온(4K) 환경에서 세계 최고 수준의 저전력·저잡음, 주파수 특성을 갖는 인듐갈륨비소 물질 기반의 고전자 이동도 트랜지스터 (High-Electron-Mobility Transistors, HEMTs) 반도체 전자소자를 개발했다고 26일 밝혔다.

이번 연구 결과는 지난 20일(현지 시각) 미국 하와이 호놀룰루 열린 'VLSI 심포지엄'에서 공개됐다. VLSI 학회는 세계 3대 반도체 학회 중 하나로, 매년 미국과 일본에서 번갈아 가며 심포지엄을 개최하고 있다.

김 교수와 유지훈 박사과정생이 국내 중견기업인 큐에스아이와 공동 연구를 통해 개발한 반도체 전자소자는 극저온 환경인 4K 온도에서 동작 속도를 결정하는 차단 주파수(fT)가 662GHz, 동작 주파수 대역을 결정하는 최대 공진 주파수(fmax)가 653GHz로 나타났다.

이는 기존 발표된 차단 주파수(fT) 601GHz와 최대 공진 주파수(fmax)가 593GHz를 뛰어넘는 것으로, 현재까지 발표된 극저온 반도체 소자 중에서 가장 높은 주파수 특성을 가진다.

특히 이번에 개발한 전자소자는 우수한 저전력·저잡음 특성을 가지며, 동시에 반도체 소자에서 전류를 발생시키기 위한 게이트 전압인 문턱 전압(Threshold Voltage)이 양의 값을 갖추고 있어 양자 컴퓨팅(Quantum Computing) 시스템에서 핵심 반도체 소자 부품으로 활용될 것으로 기대된다.

연구책임자인 김 교수는 "이번 연구 결과로 초고성능 차세대 양자 컴퓨터 개발을 앞당길 수 있을 것으로 기대된다"고 말했다.

한편, 이번 연구는 삼성미래기술육성사업과 과학정보통신부 차세대화합물반도체핵심기술개발사업의 지원을 받아 진행됐다.

노진실기자 know@yeongnam.com

노진실

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