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핵심내용

- 차세대 3차원 메모리 소자의 대량생산 가능 -

 □ 국내연구진이 촉매없이 금속 나노선을 기판위에 손쉽게, 원하는 형태로 성장(epitaxial growth)시킬 수 있는 원천기술을 개발했다.

 ○ 교육과학기술부(장관 안병만)는「21세기 프론티어연구개발사업」나노소재기술개발사업단(단장 서상희 박사)의 지원을 받은 KAIST 김봉수 교수 연구팀이 초탄성ㆍ무결점의 단결정 금속 나노선을 개발  하는데 성공했다고 18일 밝혔다.

□ 지난 2004년 MIT 선정 10대 유망기술에 선정된 바 있는 나노선(nanowire)는 단면의 지름이 수십에서 수 나노미터(1nm = 10억분의 1m) 정도인 극미세선으로, 트랜지스터, 메모리, 센서 등 첨단 전기전자 소자를 개발하는데 핵심적인 미래기술이다.

 ○ 지금까지 반도체 나노선의 경우에는 정렬된 성장(epitaxial growth)이 가능했으나 금, 팔라듐 등 금속 나노선의 경우에는 적절한 촉매가 없어서 이러한 정렬된 성장을 실현하기 어려웠다.

□ KAIST 김봉수 교수 연구팀은 증기의 양, 온도, 압력 등을 최적  으로 조절함으로써, 촉매 없이 금, 팔라듐, 및 금팔라듐 합금   나노선을 원하는 대로 방향성 있게 성장시키는 데 세계 최초로 성공하였다.

○ 또한, 어떠한 물질이라도 기판 위에 씨앗 결정을 형성하기만  하면 잘 정렬된 나노선으로 성장시킬 수 있다는 사실을 밝혔다.

상세내용

[그림 1] 사파이어 기판 위에 수직으로 성장한 완전 단결정 금 나노선

○ 금번 개발된 기술을 통해 성장된 나노선은 초탄성(超彈性)ㆍ무결점  뿐만 아니라 완벽히 깨끗한 표면을 가지고 있다는 특징이 있어, 나노크기의 탄성에너지 저장장치, 나노안테나, 질병진단용 메디컬 센서 등 새로운 기술분야에 다양하게 응용가능하다.

[그림 2] 금 나노선을 이용한 질병진단 센서 (예)

※ 질병을 일으키는 병원균의 DNA 농도에 따라 금나노선에 부착되는 금입자의 갯수가 달라짐(이 금입자의 갯수로 부터 병원균의 갯수를 검출) (스케일바 : 20 nm)

□ KAIST 화학과 김봉수 교수는 “이 기술을 한 단계 더 발전시켜   기판 위에 씨앗을 원하는 위치에 놓을 수 있다면, 나노선의 위치 및 방향을 마음대로 제어할 수 있게 되기 때문에, 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)지 1월 6일자 온라인 속보판에 소개되었으며, 현재 미국 및 독일 등에 특허 출원중이다.

<자료문의>   ☎ 02-2100-6813   미래원천기술과장 최원호, 사무관 정재욱
                   ☎ 042-350-2836  KAIST 화학과 김봉수 교수
                   ☎ 02-958-6991   나노소재기술개발사업단 단장 서상희