미래를 약속하는 새로운 소재인 몰레브데나이트 (molybdenite)를 이용하여 실리콘의 물리적 한계를 극복할 수 있게됐다. 스위스 연방 공과대학(Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, EPFL)의 연구진은 보다 작은 트랜지스터와 에너지를 적게 소비하는 최초 통합 회로를 제작함으로써 이를 증명했다. 몰리브데나이트의 새로운 전자적 성질을 발견했던 EPFL 연구진은, 발견에 이어서 이와 같은 결정적인 한 발을 내딛었다.

나노 전자 구조 연구소(LANES)는 이 소재를 이용해서 만든 트랜지스터를 통합회로에 장착하는데 성공했다. 이 시도를 통해서 몰리브데나이트가 소형화, 기계적 유연성, 에너지소비 면에서 실리콘의 한계를 능가함을 증명했다.

"우리는 2개에서 6개의 트랜지스터를 포함하는 첫번째 프로토 타입을 만들어 본 결과, 기본적인 이진 논리 연산이 가능했으며, 이는 더욱 큰 회로를 개발할 수 있음을 입증한 것이다." 라고 LANES 연구소 책임자인 안드라스 키스 (Andras Kis)는 설명했다. 그는 최근 성과를 ACS Nano 저널에 두 편의 논문에 발표하기도 했다.

올 초에, 이 연구진은 자연에 대량으로 존재하는 몰리브덴 황화물 (MoS2)의 잠재력을 공개했었다. 이 물질의 구조와 반도체 특성은 트랜지스터를 만들기 위한 이상적인 재료다. 이 물질은 전자분야에서 널리 사용되는 실리콘과 직접적으로 경쟁할 수 있는 물질이며, 그래핀과도 몇 가지 특성에서 경쟁물질이 될 수 있다.

- 원자 세 개 정도의 두께

"MoS2의 주요 장점은 트랜지스터의 크기를 줄일 수 있다는 점이다. 그래서 소형화가 가능해진다는 것이다." 라고 안드라스 키스는 설명했다. 실리콘을 이용해온 지금까지는 두께를 2 나노미터보다 얇게 만드는 것이 불가능했다. 하지만 몰리브데니트를 이용하면 원자 세 개의 두께 수준에서 작업이 가능하므로, 기존보다 3 배 이상 얇게 통합회로를 만들 수 있게 된 것이다. 이 수준에서도 이 재료는 매우 안정적으로 작동하며 전도 조절이 용이하다.

- 최저 에너지 소비

MoS2 트랜지스터는 에너지 소비가 낮다. "휴면 상태에서도 훨씬 빠르고 더욱 완벽하게 작동한다." 라고 안드라스 키스는 설명했다.

전자 신호 증폭 측면에서도 몰리브데나이트는 실리콘에 비해서 4배 이상의 출력이 가능하다. 이 결과를 볼 때, 몰리브데나이트로 더욱 복잡한 회로를 만드는 일이 가능하다는 것을 알 수 있다. 예를 들어서 그래핀의 증폭 출력 수준을 보면 < 1 > 정도이다. 이 임계 수치 이하일 경우에는 첫번째 회로에서의 출력이 충분하지 못하므로 같은 종류의 두번째 회로에 전압을 충분히 공급하지 못하게 된다.

- 회로의 유연성

마지막으로, 몰리브데니트의 기계적 물성은 상당히 흥미롭다. 몰리브데니트 통합회로는 유연한 박막으로 개발될 수 있으므로, 이 재료를 이용하여 말아서 사용하는 컴퓨터나 피부에 적용할 수 있는 유연성있는 장비 개발이 가능하다.