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▣ 중국전자학회 반도체 위원회에서 2021년도 중국 반도체 10대 연구성과를 발표(2.9)
● 흑색 비소 반도체 Rashba 밸리(Valley) 및 양자 홀 효과, 2차원 반도체 단결정 웨이퍼의 제어 가능한 제조, 반도체 계면 격자 동력학 연구의 새로운 분광법 등 10건 선정
1) 흑색비소(Black arsenic) 반도체 Rashba 밸리(Valley) 및 양자 홀(Hall) 효과 발견
– 저장대학교 Xu Zhuan(許祝安), Zheng Yi(鄭毅) 연구팀은 중난대학교 Xia Qinglin(夏慶林) 연구팀과 공동으로 직접 갭 반도체 흑색비소의 2D 전자상태에서 외부 전기장의 연속적 가역적인 조절의 강력한 스핀-궤도 결합 효과(Spin-Orbit Coupling, SOC)를 세계 최초 발견
– 새로운 스핀-밸리 결합의 Rashba 물리적 현상 및 비정상적인 양자화 거동을 발표하여 고효율, 저에너지 스핀트로닉 소자의 개발 및 위상 양자 컴퓨팅 연구 기반 마련
2) 2D 반도체 단결정 웨이퍼의 제어 가능한 제조
– 북경대학교 Ye Yu(葉堉) 연구팀은 상변환과 재결정화 공정을 이용하여 웨이퍼 크기의 단결정 반도체상 몰리브덴 텔루라이드(MoTe2) 박막 제조 신규 방법을 제안
– 해당 2D 플레이너 내 에피택시 기술은 기판을 템플릿으로 사용할 필요가 없이 소자 기저에서 2D 반도체 단결정 웨이퍼 제조를 직접 제어할 수 있어 2D 반도체재료의 층간 상호연결을 위한 재료 기반 제공

3) 반도체 계면 격자 동력학 연구의 새로운 분광법
– 북경대학교 양자재료과학센터 Gao Peng(高鵬) 연구팀은 주사형 투과전자현미경을 기반으로 4D 전자 에너지 손실 분광법 기술을 개발
– 나노 규모에서 격자 동역학을 특성화하기 어려운 기존 분광법의 한계를 극복함으로써 세계 최초로 반도체 헤테로 접합 계면에서 국소 포논 모드 측정을 달성
4) 풀플렉서블 직물 디스플레이 시스템
– 푸단대학교 Peng Huisheng(彭慧勝), Chen Peining(陳培寧) 연구팀은 기존 전자 소자의 샌드위치 구조 모델 연구 패러다임을 바꾸어 고분자 복합섬유 교직점에 마이크로 발광소자를 구축하는 새로운 로드맵을 제안
– 활성재료가 섬유에서 균일하게 로딩되지 못하고 교직 계면 안정성이 낮은 어려움을 해결하여 디스플레이, 에너지공급 등 기능을 통합한 풀플렉서블 직물 디스플레이 시스템을 개발

5) 흡수형 양자 메모리에 기반한 다중모드 양자 리피터 달성
– 중국과학기술대학교 Guo Guangcan(郭光燦) 원사 연구팀의 Li Chuanfeng(李傳鋒) 등은 세계 최초로 흡수형 양자 메모리 기반의 양자 리피터의 기본 링크를 구축하고 독창적인 ‘샌드위치’ 구조의 고체 양자 메모리에 기반한 다중모드 양자 리피터를 달성
– 다중모드 양자 리피터의 통신 가속 효과를 직접 구현했으며 대규모 양자 네트워크 구축을 위한 새로운 달성 방법을 제공
6) 동질 소자 아키텍처에 기반한 센싱-컴퓨팅-스토리지 통합 뉴로모픽 하드웨어 개발
– 화중과학기술대학교 Ye Lei(葉鐳), Miao Xiangshui(繆向水) 연구팀은 중국과학원 상하이기술물리연구소 Hu Weida(胡偉達) 연구팀과 공동으로 세계 최초로 유사뇌 기능의 ‘센싱-컴퓨팅-스토리지 통합’ 뉴로모픽 칩 아키텍처를 제안
– 2D 반도체 실리콘계 동질 소자 기반의 광전 센싱, 증폭 운용 및 정보 저장 기능을 통합하고 폰 노이만 병목 현상을 해결하고 유사뇌 지능을 달성하기 위한 새로운 아이디어 제공

7) 상온 및 고습도에서 안정적인 α-FAPbI3 페로브스카이트 및 효율적 안정적인 태양광 소자
– 난징공업대학교 Huang Wei(黃維), Chen Yonghua(陳永華) 연구팀은 상온 및 고습도(90% 이상)에서 세계 최초로 α-FAPbI3 페로브스카이트 반도체를 창의적으로 안정화시키는데 성공
– 메틸아민 포메이트 이온성 액체 용매에 기반하여 정렬되고 나노급 ‘이온 채널’을 보유한 요오드화납 박막을 성장시켜 안정적인 α-FAPbI3의 신속한 형성을 달성
– 패키징되지 않은 소자는 85°C 연속 가열 및 연속 조명하에서 각각 초기 효율의 80% 및 90%를 500시간 유지
8) 고휘도 궤도 각운동량 단광자 고체 양자 광원
– 중산대학교 Wang Xuehua(王雪華), Liu Jin(劉進) 연구팀은 양자점을 앵귤러 격자를 가진 마이크로링 공동의 진폭 위치에 정밀 집적 및 초저흡수 제로필드 미러 고반사 구조와 결합하여 단광자의 방출 증강과 궤도 각운동량의 효율적인 추출을 동시에 달성
– 세계 최초로 궤도 각운동량을 휴대할 수 있는 고휘도 고체 단광자 광원 구현으로 고차원 양자 정보 처리를 위한 소형･통합형･확장형 반도체 핵심 광양자 소자를 제공할 전망

9) 초와이드밴드갭 질화물 반도체 재료의 고효율 p형 도핑
– 중국과학원 창춘광학정밀기계･물리연구소 Li Dabing(黎大兵) 연구팀은 중국과학원 반도체연구소 Deng Huixiong(鄧惠雄) 연구원과 공동으로 높은 정공 농도 p형 초와이드밴드갭 질화물 재료를 구현
– 초고수용체 활성화 에너지의 근본적인 물리적 한계를 극복하기 위해, 양자공학 비평형 도핑 방법으로 원자가 전자대 최상위 에너지준위 상태를 조절하여 활성화 에너지를 대폭 감소하는 방법을 제안
– 와이드밴드갭 반도체 도핑을 위한 새로운 아이디어를 제공하여 와이드밴드갭 반도체 산업 발전을 추진할 전망
10) 실리콘 기판에 통합 집적된 고에너지효율 용량형 감지 칩
– 북경대학교 Huang Ru(黃如), Ye Le(葉樂) 연구팀은 실리콘 기판 CMOS 기법에 기반한 온 칩 통합화 집적의 동적 전하 고에너지효율 용량형 감지 칩 구현
– 세계 최초로 제안한 동적 전하 영역 전력 자체감지 기술과 동적 범위 자체적응 슬라이딩 기술을 통해 데이터 감지의 에너지효율을 크게 향상시켰으며 복잡한 작업 환경으로 인한 성능 저하 및 신뢰성 문제를 해결

참고자료
重磅发布！2021年度中国半导体十大研究进展
https://mp.weixin.qq.com/s/QMAW0-h7r36y-ZZz9xDf_w