KAIST(한국과학기술원·총장 강성모)는 김상욱 신소재공학과 교수 연구팀이 원하는 형태로 분자가 스스로 매열하는 '분자조립' 기술을 활용해 양산 중인 반도체 패턴의 최고 수준인 20nm(나노미터)급 초미세 패턴을 구현하는 데 성공했다고 12일 밝혔다. 이번 기술 개발로 유연하게 휘어지면서도 많은 양의 데이터를 저장할 수 있는 반도체 구현에 성큼 다가서게 됐다. 또한 다양한 응용소자에 활용할 수 있는 것은 물론, 화학 반응으로 물질을 섞어주기만 하면 원하는 형태로 스스로 배열해 고가의 장비가 필요하지 않아 반도체 제작비용이 훨씬 저렴해질 것으로 전망된다.
▲플렉시블 기판 상에 옮겨진 금 나노 구조체. ⓒ2013 HelloDD.com
이번 연구의 핵심 기술인 '분자조립'은 유연한 연성 소재의 고분자를 원하는 형태로 스스로 배열하게 해 기존에 만들기 어려웠던 작은 나노구조물을 효율적으로 만드는 기술이다. 연구팀은 그래핀 위에 분자조립 기술을 이용해 초미세 패턴을 형성한 후, 이를 3차원 기판 혹은 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트), PDMS(폴리디멜틸실론산) 등과 같은 플렉시블 기판에 옮겨 구조물을 구현했다. 김상욱 교수는 "지금까지 발표된 휘어지는 반도체는 온도에 취약한 플라스틱 기판을 사용해 극한 공정조건을 극복해낼 수 없어 상용화에 어려움이 많았다"며 "이번 기술은 기계적 물성이 우수한 그래핀을 회로 기판으로 적용하는 데 성공한 획기적인 연구성과"라고 말했다. 이번 연구성과는 재료분야 학술지인 '어드밴스드 머터리얼스(Advanced Materials)' 6일자에 실렸다.
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