나노소자 실용화 눈앞에

삼성종기원, 탄소나노튜브 직접 위치제어기술 개발반도체의 혁명으로 불리는 초고집적 나노소자 실용화가 눈앞에 다가왔다. 삼성종합기술원 최원봉 박사팀이 탄소나노튜브 직접에 필수적인 위치제어기술을 개발한 것.

탄소나노튜브는 대롱처럼 생긴 탄소집합체로 직경이 수~수십 나노미터(10억분의 1미)에 불과하다. 열전도율과 전기전도도도 금속에 비해 월등히 높아 차세대 소재로 기대를 모으고 있다.

탄소나노튜브의 여러 가지 특성 가운데 특히 주목 받는 것이 접촉면에서 나타나는 전류 증폭(반도체)현상. 반도체 소자에 응용할 경우 현재의 실리콘 칩에 비해 전기소모가 훨씬 적으면서 성능은 수천 배 향상시킬 수 있다.

탄소나노튜브로 반도체 소자로 만들기 위해서는 한 곳에 모으는 집적 기술이 반드시 필요하다.

하지만 지금까지는 이 같은 기술이 개발되지 않아 소자로 만드는 것이 불가능한 것으로 받아들여지고 있다. 현재 미국의 IBM과 네덜란드의 델프트(Delft) 대학등에서 탄소나노튜브 반도체소자를 발표했지만 위치 제어가 되지 않아 실용화에 한계가 있었다.

최원봉 박사와 김주진 전북대 교수는 탄소나노튜브를 마음 먹은 대로 정렬하고 성장을 조절하는 기술을 개발했다. 이번에 개발된 기술은 알루미늄 산화 반응조절에 의해 나노 크기의 구멍위치를 제어, 그 속에 나노튜브를 성장시키고 수직으로 성장된 탄소나노튜브 한 개를 반도체 단위소자로 구성한 것이 특징.

최 박사팀은 이 기술을 이용, 절대온도 30도에서 세계 최초로 수직 탄소나노튜브 소자를 작동하는데 성공, 탄나노튜브 반도체소자의 실용화를 앞당기는 길을 열었다.

이번에 개발한 기술은 테라급 반도체 메모리와 시스템 온칩 등 차세대 반도체에 적용할 수 있다. 이에 따라 나노소자 시장을 새롭게 만드는 것은 물론 기존의 메모리 시장의 대체, 2010년 약 l조 달러로 예상되는 세계 반도체 시장에서 우리나라가 주도권을 잡을 것으로 기대된다.

최원봉 박사는 "이번 기술개발로 선진국에 비해 우위를 확보할 수 있게 됐다"며 "나노 전자빔이나 나노 바이오 센서 등에 여러 가지 나노 소재 분야에 활용될 것으로 기대된다"고 말했다.

김한진기자