국내연구진, 무결점 금속 나노선 개발

[아시아경제 김철현 기자]국내연구진이 촉매 없이 금속 나노선을 기판 위에서 원하는 형태로 성장시킬 수 있는 원천기술을 개발했다.

교육과학기술부는 21세기 프론티어연구개발사업 나노소재기술개발사업단(단장 서상희)의 지원을 받은 KAIST 김봉수 교수팀이 초탄성·무결점의 단결정 금속 나노선을 개발 하는 데 성공했다고 17일 밝혔다.

지난 2004년 MIT 선정 10대 유망기술에 선정된 바 있는 '나노선(nanowire)'은 단면의 지름이 수십에서 수 나노미터(1nm = 10억분의 1m) 정도인 극미세선으로 트랜지스터, 메모리, 센서 등 첨단 전자 소자를 개발하는 데 핵심적인 역할을 한다.

연구팀에 따르면 지금까지 반도체 나노선의 경우에는 '정렬된 성장(epitaxial growth)'이 가능했으나 금, 팔라듐 등 금속 나노선의 경우에는 적절한 촉매가 없어 정렬된 성장을 실현하기 어렵다는 한계가 있었다.

김봉수 교수팀은 증기의 양, 온도, 압력 등을 최적으로 조절함으로써 촉매 없이 금, 팔라듐 나노선을 원하는 대로 성장시키는 데 세계 최초로 성공했다. 또한 어떠한 물질이라도 기판 위에 '씨앗 결정'을 형성하기만 하면 잘 정렬된 나노선으로 성장시킬 수 있다는 사실을 밝혔다.

이번에 개발된 기술을 통해 성장된 나노선은 완벽히 깨끗한 표면을 가지고 있다는 특징이 있어 나노크기의 탄성에너지 저장장치, 나노안테나, 질병진단용 메디컬 센서 등 새로운 기술 분야에 다양하게 응용 가능할 것으로 보인다.

김봉수 교수는 "이 기술을 한 단계 더 발전시켜 기판 위에 씨앗을 원하는 위치에 놓을 수 있다면, 나노선의 위치 및 방향을 마음대로 제어할 수 있게 될 것"이라며 "이를 통해 차세대 3차원 메모리 소자의 대량생산이 가능해져 세계 메모리 산업에서 선도적 위치를 차지할 수 있을 것으로 기대된다"고 밝혔다.

한편 이번 연구결과는 나노 분야의 세계적 권위지인 '나노레터스(Nano Letters)' 6일자 온라인 속보판에 소개됐으며, 현재 미국 및 독일 등에서 특허 출원중이다.

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김철현 기자 kch@asiae.co.kr