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원추형상 실리콘 선단에서의 탄소 나노튜브의 성장

전문가 제언: ○ 탄소 나노튜브(CNT)는 자체형상의 나선구조에 따라 금속성질과 반도체 성질로도 기능을 발휘할 수 있는 독특한 특징을 가지며 더구나 입체구조에 따라 전자상태를 변조할 수 있는 물질로서 양자물성에서부터 응용까지 다양한 분야에서의 활용이 기대되기 때문에 앞 다투어 신규 구조의 개발에 선두주자가 되기 위한 노력을 경주하고 있다.

○ 본 논문은 A. Hatta 등이 마이크로파 플라스마 CVD법에 의해 통상의 CNT 합성법과는 달리 실리콘 기판 상에서 부의 바이어스 전압을 100～200V로 강하게 한 경우 CNT가 성장하는 대신에 촉매가 퇴적된 기판의 실리콘 웨이퍼가 식각(etching)되어 미려한 원추형상으로 되는 것에 착안하고, 원추형상 실리콘의 선단부위에서만 CNT가 형성할 수 있는 다양한 조건에 대한 최적화를 검토한 자료이다. 이것이 실현되면 원추형상 실리콘의 선단부위에만 미소한 CNT를 합성하는 것에 의해 전계 집중을 높임으로써 전자방출 특성을 크게 개선하는데 기여할 것으로 기대된다.

○ 우리나라가 선진 나노기술 대국으로 합류하기 위해서는 나노튜브의 합성기술의 확보는 불가결하다. 국내에서 화학기상 증착방법을 이용한 CNT 합성기술은 선진국과 비슷한 수준에 도달하고 있지만 대량생산 기술이나 단층 CNT의 합성수준은 열세로 평가되고 있다. 현재 CNT의 합성기술은 세계적으로도 아직 완성단계는 아니며 고순도의 나노튜브를 대량으로 합성하는 기술이 완숙단계를 지나 상품화 되기에는 상당한 세월이 요구된다. 우리나라의 경우 세계 최고 수준의 반도체 공정기술을 확보하고 있으므로 이를 나노기술에 접목하여 응용기술을 개발하는 것이 유리할 것으로 판단된다.

○ 나노기술은 다양한 기술 분야가 서로 융합되어야 하는 특징이 있기 때문에 연구 효율화를 위해서는 산학연간, 학제간의 전문가들이 컨소시엄 형태로 완전히 밀착되어 연구개발 내용을 상호 공유함으로써 시너지효과를 얻을 수 있는 체계로 운영되는 것이 바람직하다.

저자: Akimitsu Hatta, Hiroaki Kanakusa, Kazuki Nakazawa, Hiroaki Yoshimura
자료유형: 학술정보