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탄소나노튜브를 이용한 주사프로브현미경 탐침에의 응용

전문가 제언: ○ 나노기술은 21세기의 산업을 이끌어갈 핵심적인 기술이다. 나노기술이 발전하기 위해서는 우선적으로 나노 차원에서 관찰 및 제어할 수 있는 기반적인 기술이 확립되어야 한다. 원자간힘현미경(AFM)은 실험시료와 탐침 사이에서 작용하는 원자 간의 힘을 검출함으로써 시료의 형상을 관찰 할 수 있다. 공간분해능을 향상시키기 위해서는 AFM 탐침의 끝부분을 예리하면서도 형태를 제어할 수 있는 기술의 개발이 매우 중요하다고 생각한다.

○ 본 논문은 탄소나노튜브가 직경이 20nm 이하이면서 종횡비(aspect ratio)가 매우 크고 영률이 1TPa 이상으로 기계적 강도가 우수한 특성에 착안하여 AFM 등 주사프로브현미경(SPM)의 탐침으로서의 응용을 검토한 자료이다. 탄소나노튜브를 이용한 SPM 탐침의 제작방법 및 팁 끝부분의 가공방법을 해설하고, 실용화된 탐침에 관한 수명이나 관찰사례를 제시하고 있어 향후의 나노기술 발전에 기여할 것으로 판단된다.

○ 국내에서도 AFM 탄소나노튜브 탐침의 제작기술의 개발에 성공한 바 있다. 과학기술부 주관의 21세기 프런티어 연구개발사업의 일환으로 발족한 테라급 나노소자 개발사업단의 과제를 수행 중인 한국표준과학연구원의 안상정 박사 연구팀은 집속이온빔(Focused Ion Beam : FIB)을 이용하여 세계 최고 수준의 정밀한 돌출방향을 갖는 다중벽 탄소나노튜브 AFM 탐침을 개발하였다. 이 기술은 특히, 고집적화 현상이 강화되고 있는 반도체 공정에서 나노소자의 치수를 측정하기 위한 탐침의 개발에 중요한 요소기술로 활용될 것으로 예상된다.

○ 탄소나노튜브는 개발단계에서 응용단계로 넘어가고 있는 성장기술이라 할 수 있다. 본격적인 경제성을 갖기 위해서는 주변기술과 응용기술 개발을 통한 기술적 한계의 극복과 고부가가치화 및 대량생산에 의한 생산수율의 확보가 선행되어야 한다. 현재 핵심기술에서 응용기술 개발로 진입하는 단계로 아직 시장규모는 극히 미미한 상황이다. 국내의 반도체 기술이 세계의 선두주자이므로 이를 접목하여 탄소나노튜브 시장의 확대가 기대된다.

저자: Seiji AKITA, Shigenobu YAMANAKA
자료유형: 학술정보