차세대 초미세 나노패턴소자 세계 첫 개발

KAIST는 정희태(사진) 생명화학공학과 교수 연구팀이 ‘스메틱 액정’ 물질을 이용한 차세대 초미세 나노패턴소자를 세계 최초로 개발했다고 밝혔다. 이번 성과를 담은 연구논문은 15일자 ‘네이처 머티리얼스(Nature Materials)’지 온라인판에 실려 발표됐다. 정 교수팀이 이 나노패턴 소자 제작에 사용한 스메틱 액정은 액정디스플레이(LCD)를 구동하는 물질인 ‘네마틱 액정’보다 LCD 응답특성이 훨씬 우수함에도 결함구조 때문에 그동안 LCD 구동물질로 사용되지 못했다. 스메틱 액정은 기판의 표면특성에 따라서 자연적으로 존재하는 무질서한 형태의 회오리형 결함구조를 가지고 있어 학계에서는 이를 사용해 대(大)면적의 나노패턴을 제작하는 게 불가능하다고 여겨왔다. 그러나 정 교수팀은 이 같은 기술적 한계를 극복하기 위해 마이크로미터 수준의 직선이 새겨질 수 있도록 표면 처리된 실리콘 기판을 사용, 액정 결함구조를 규칙적으로 제어하는 데 성공했다. 정 교수는 “이번에 개발한 새로운 패턴구현 방식은 기존 패턴 방식에 비해 대면적 구현뿐 아니라 바이오 특성을 갖는 나노물질도 액정 패턴 내에 배열할 수 있다”고 설명했다. 나노패턴 제작은 차세대 초고밀도 반도체 메모리기술과 바이오칩 등 나노기술의 핵심 분야로 꼽히고 있다. 정 교수는 “이번 연구 성과로 LCD의 세계적 강국인 우리나라가 액정을 이용한 나노 분야에서도 세계 최고의 원천기술을 갖게 됐다”며 “향후 나노-바이오 전자소자 산업 분야의 시장 선점과 막대한 부가가치 창출이 기대된다”고 덧붙였다.