나노갭 공학은 초박막 양성자성(ambipolar) 2H-MoTe2 채널을 갖는 나노갭 유도 전계효과 트랜지스터(FET) 및 재구성 가능 논리 게이트를 위해 개발되었다. 나노와이어 가위(scissor) 기법을 통해 약 50 nm 나노갭 채널 FET와 나노갭 구동 분할 게이트(spilt-gate, SG) FET를 용이하게 구현하였다. 우리의 50 nm 채널은 4 nm 두께의 MoTe2 채널에 비해 길 수 있으므로, 단채널 효과(short channel effect)는 면제될 수 있다. 이론적 계산 결과 특징 채널 길이 λ는 단지 14 nm에 불과하였다. 그러나 12 nm 두께 채널 FET의 경우에는 충분히 길지 않은 것으로 보이며, 그 결과 λ가 증가(약 25 nm)하는 것과 함께 가시적인 단채널 효과가 채널 전반에서 나타났다. 이는 λ가 엄밀한 기준이 아니라는 것을 의미하며, 단채널 효과를 실제로 억제하기 위해서는 훨씬 더 긴 채널이 필요하다. 동일한 나노갭 기법을 통해, 두 개의 분리된 채널 위치의 극성을 제어하기 위해 유전체 위에 SG 전극을 제작하였다. 재구성 가능한 기능이 확보되었으며, 직렬로 두 개의 SG 장치를 연결하여 NAND, OR, XOR, SAND가 각각 잘 시연되었다. 이러한 논리 회로는 장치 아키텍처의 변경 없이, 연결 구성을 적절히 배치하고 바이어스 프로빙을 수행함으로써 구현되었다. 우리의 나노갭 장치 공학은 다기능 장치에 대한 고유한 이점, 제작 용이성, 그리고 단채널 연구를 위한 장치 아키텍처를 보여주며, 권장할 만한 것으로 평가된다.

음성 사용자 인터페이스는 음성 명령을 통해 인간이 전자 장치와 상호작용할 수 있게 하며, 사용자 음성 인식에 기반한 다양한 비접촉형 응용에서 매우 편리한 경험을 제공한다. 음성 정보를 인식하고 처리하기 위해서는 진동하는 음성 신호를 포락선(enveloped) 신호로 변환할 수 있는 포락선 검출기(envelope detector)를 이용한 정밀한 음향 신호 분석이 필요하다. 본 연구에서는 단일 장치 단위만으로도 주파수 검출기와 포락선 검출기 기능을 동시에 수행할 수 있는 백투백(back-to-back, BTB) 다이오드 구조인 백금/이황화몰리브덴(platinum/molybdenum disulfide, Pt/MoS2) 아키텍처를 제시한다. MoS2 채널의 도핑 수준에 대한 정전기적 제어의 이점을 바탕으로, 장치는 멀티모듈레이터(multidemodulator)를 향해 루프 필터 회로 부품 없이, 부유(floating) 및 고 게이트 전압 조건에서 모두 높은 및 낮은 저항-정전용량 지연 동작을 나타냈다. 따라서 본 연구의 게이트 가변 BTB 다이오드 회로는 향후 모바일 전자기기를 위한 고집적화 및 저전력 응용을 지향하는 유망한 핵심 기술이 될 것으로 기대한다.