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분자생물전자학

전문가 제언: ○ 양자 컴퓨터에 비해서는 처리능력이 떨어지나 리소그래피법에 의한 것보다는 훨씬 많은 양의 정보를 처리할 수 있는 분자전자 컴퓨터라는 새로운 개념의 방법이 근래 소개되고 있다. 풀러렌이나 탄소나노튜브는 생성조건에 따라 전기전도성 또는 반도체가 되며, 전자소재로서의 근본 특성을 갖추고 있다. 생체고분자는 단백질로 구성되어 있고 생체 내에서 신호를 전달하는 매개체이며 전자특성을 가지고 있으므로 반도체나 트랜지스터로의 활용이 가능하다.

○ 생체분자전자학이 발전하기 위해서는 분자 처리가 가능한 생체 반도체물질이 있어야 하고, 그것을 다룰 수 있는 공정기술이 필요하며, 성능을 확인할 수 있는 장비가 필요하다. 금속함유 단백질은 전하의 터널이동을 가능하게 하며 반도체로서의 성능이 확인되었다. 생체고분자인 DNA도 우수한 반도체로 응용이 기대된다. 그러나 이들 물질의 성능이 재현성을 나타내기 위해서는 순도가 높은 물질이 요구된다. 따라서 정제기술이 발전되어야 한다.

○ 분자수준에서 물질을 다루는 데는 새로운 기술이 필요하다. 즉 반도체물질을 전자소자에 사용하기 위해서는 분자배열을 조절할 수 있어야 한다. 따라서 분자 자체가 입체규칙성 구조를 가지는 것이 바람직하며생체반도체 물질에 전하가 이동하기 위해서는 이 물질이 반드시 전극에 연결되어야 한다. 생체반도체 물질을 금으로 된 전극에 접합시키기 위해서는 화학적 방법으로 반도체물질에 싸이오산기를 결합시킨다. 상대전극으로 사용되는 ITO와 높은 접착력을 갖도록 하기 위해서는 규산기를 결합시킨다.

○ 개개의 분자를 다루기 위해서는 정교한 장비가 필요하다. 다행히 STM과 AFM 같은 분석장치의 탐침으로 분자와 접촉할 수 있고 전압을 걸 수 있으며 전류를 측정할 수 있다. 반도체 특성을 가진 생체고분자에는 공액 이중결합이 있으며 태양광을 흡수하면 여기가 된다. 여기상태 분자에서의 전하의 이동성은 달라질 것이므로 광에너지와 전기에너지를 조절하면 많은 변화를 정량적으로 확인할 수 있을 것이라고 생각된다.

저자: Davis, JJ; Morgan, DA; Wrathmell, CL; Axford, DN; Zhao, J; Wang, N
자료유형: 학술정보