나노 전자 소자란 나노 스케일의 크기를 가진 정보 전달 소자 이다.
대표적인 나노 전자소자로는 CPU 가 있다. 이러한 나노 전자 소자는 나노 공학의 발달로 인하여 끝임없는 발전을 이루고 있다.
현재 시판되어 우리가 흔히 사용하는 CPU 에서 단위 소자 하나의 특성 길이는 50 nm 도 되지 않는 매우 작은 크기 이다. 이러한 특성 길이는 소자의 집적도, 즉 하나의 소자안에 포함된 트랜지스터의 개수와 정보 전달 속도를 결정 짓는 매우 중요한 요소이며 이의 축소는 단위 소자 하나의 크기를 줄이고 정보 전달 속도를 증가 시키기 때문에 나노 전자 소자의 성능 향상으로 이어진다.

하지만, 나노 전자 소자의 특성 길이의 축소는 다음과 같은 이유로 심각한 국소 열문제를 유발한다. 실리콘과 같이 반도체로 이루어진 나노 전자 소자는 주로 포논(원자의 진동 에너지)에 의해 에너지를 전달 하는데, 나노 전자 소자의 크기가 포논의 자유이송거리와 같아 지거나 작아지게 되면 에너지 전달자인 포논이 움직임을 제한 받기 때문에 소자 동작으로 인하여 발생한 열이 외부로 전달되는데 어려움이 발생한다. 이러한 열에너지 전달의 어려움은 소자의 국소 열발생 현상을 더욱 증대시키게 되고, 결국 소자의 성능 저하 및 작동 불능 상태를 유발하게 된다. 이러한 문제는 현재 소자 개발자들에게도 중요한 해결 과제이다. 이를 해결하기 위해서는 우선 나노스케일의 공간 해상도로 정량적인 계측과 소자의 크기에 따른 열에너지 전달 현상의 엄밀한 분선이 필요하다.

현재 본 연구진은 나노 스케일에서 온도 및 열전도도를 정량적으로 계측 할 수 있는 고성능주사탐침열현미경 탐침과 이중주사(삼중주사)기법을 보유 하고 있고, 또한 나노 스케일에서 전위 및 정보 전달자인 전자와 정공의 농도를 계측 할 수 있는 고성능 다이아몬드 열전탐침과 정량 계측 기법을 보유하고 있기 때문에 나노 전자 소자의 열에너지 현상을 세계 최고의 수준으로 분석 할 수 있다.

이를 위해 우선 실제 소자 개발에 활용되는 모델링을 검증 할 수 있는 기준 SOI 소자의 열에너지 전달 현상을 엄밀히 분석하고자 하고, 다음으로 실제 작동 소자와 최신에 개발 중인 소자의 열에너지 전달 현상을 분석하려 한다. 이러한 연구 결과는 나노 전자 소자의 개발에 필연적으로 뒤따르는 국소 열발생 문제를 해결하여 소자 발전에 크게 기여 하며, 동시에 나노 스케일의 에너지 전달자인 포논, 전자, 정공 등의 미세 거동을 분석하여 나노 열공학에도 크게 기여 할 수 있을 것으로 기대된다.