차세대 ‘테라 반도체’ 개발 길 터

컴퓨터의 성능과 집적도를 획기적으로 향상시킬 수 있는 재료인 반도체성 탄소나노튜브를 국내 연구진이 대량으로 분리·추출하는 데 세계 최초로 성공했다.

성균관대 물리학과 이영희(50) 교수팀은 10일 금속성 탄소나노튜브와 반도체성 탄소나노튜브가 혼재돼 있는 탄소나노튜브에서 반도체성 탄소나노튜브만 분리·추출해 내는 기술을 개발했다고 밝혔다.

이번 연구결과는 미국 화학회지(JACS) 4월호에 실렸으며 국내는 물론 미국, 유럽, 일본, 중국 등 해외에서도 특허 출원했다.

탄소나노튜브는 직경이 2㎚(1나노미터=10억분의1m) 이하이며 길이가 수㎜로 다양한 전기적 성질을 띠기 때문에 차세대 전자소재, 정밀기계, 광(光)소자, 바이오산업 등에 다양하게 응용될 수 있어 ‘꿈의 소재’로 불린다. 특히 오는 2015년쯤 실리콘 반도체의 집적도가 한계에 다다를 경우 이를 대체할 수 있는 차세대 소재로 각광받고 있다.

탄소나노튜브를 트랜지스터에 이용하려면 반도체성 탄소나노튜브만 따로 분리해야 하는데 지금까지는 이같은 기술이 없어 걸림돌이 돼 왔다. 연구팀은 나이트로늄 이온(NO3/8+)이 녹아있는 용액 속에 탄소나노튜브를 섞은 뒤 초음파로 금속성 탄소나노튜브만을 선택적으로 해체시켜 반도체성 탄소나노튜브만을 얻었다.

이 교수는 “이 방법을 사용하면 복잡한 과정을 거치지 않아도 대량으로 반도체성 탄소나노튜브를 얻을 수 있다.”면서 “이는 탄소나노튜브를 이용한 테라급 반도체 개발에 돌파구를 마련한 것”이라고 설명했다.

테라급 반도체를 이용, 컴퓨터를 만들면 성능과 집적도는 기존 팬티엄급(256메가)보다 4000배 향상되고 크기는 손목시계보다 작게 만들 수도 있다.1회 충전으로 1년 동안 사용할 수 있는 모바일 컴퓨팅 등 다양한 분야에 적용할 수 있다.

장세훈기자