국내 연구진이 세계 최초로 반도체성 탄소나노튜브를 대량으로 분리ㆍ추출하는 데 성공, 테라급 반도체 개발에 성큼 다가섰다.
성균관대 물리학과 이용희(李永熙ㆍ50) 교수 연구팀은 10일 금속성 탄소나노튜브와 반도체성 탄소나노튜브가 혼재돼 있는 탄소나노튜브에서 반도체성 탄소나노튜브만 분리ㆍ추출하는 기술을 개발했다고 밝혔다.
과학기술부 테라급 나노소자개발사업단의 연구로 진행된 이번 연구결과는 미국화학회지(JACS) 4월호에 게재됐으며 국내를 비롯해 미국, 유럽, 일본, 중국 등 해외에서 특허출원중이다.
탄소나노튜브는 직경이 2㎚(나노미터:10억분의 1ｍ)이하이면서 길이가 수 ㎜로 다양한 전기적 성질을 띠고 있어 차세대 전자소재, 정밀기계, 광(光)소자, 에너지,바이오산업 등에 다양하게 응용될 수 있는 `꿈의 소재'로 불린다.
특히 오는 2015년께 실리콘 반도체의 기술적 한계를 극복, 대체할 수 있는 차세대 나노소재로 각광받고 있다.
그러나 금속성 탄소나노튜브와 반도체성 탄소나노튜브가 혼재돼 있는 탄소나노튜브를 트랜지스터에 이용하려면 반도체성 탄소나노튜브만 따로 분리해야 하는데 종전에는 이런 기술이 없어 응용에 걸림돌이 됐었다.
연구팀은 나이트로늄 이온(NO₂+)이 녹아있는 용액속에 탄소나노튜브를 섞은 다음 초음파로 금속성 탄소나노튜브만을 선택적으로 해체시켜 필터에 걸러 없애고 반도체성 탄소나노튜브만을 얻었다.
이 방법은 처리방법이 간단하면서도 기존 방법에 비해 반도체성 탄소나노튜브를 손상시키지 않고 수율을 90% 가까이 향상시킬 수 있으며 후처리 공정없이 곧바로 트랜지스터에 응용할 수 있다고 연구팀은 설명했다.
이 교수는 "이번 연구에서 복잡한 과정을 거치지 않으면서도 대량으로 반도체성탄소나노튜브를 얻을 수 있는 기술을 개발했다"면서 "이는 탄소나노튜브를 이용한테라급 반도체 개발에 돌파구를 마련한 것"이라고 말했다.
이 기술개발에 따라 테라급 반도체외에 다양한 나노소재 분야에도 파급효과가클 것으로 예상되며 국제적으로도 우리나라가 나노튜브 분리분야에서 기술적 우위와 리더십을 확보할 수 있을 것으로 기대되고 있다.
(서울=연합뉴스) 이정내기자
