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시뮬레이션에 의한 나노디바이스 물성예측

전문가 제언: ○ 나노기술 연구 분야는 크게 나노재료의 합성 및 분석, 나노 크기의 모델링 및 시뮬레이션, 나노디바이스 개발, 나노 약물 및 나노바이오 등이다. 나노디바이스는 보다 빠르고 저렴하고 효율적인 나노크기의 광전자 소자, 나노센서, 평판디스플레이 부품, 나노로봇 등 여러 방면의 디바이스가 연구되고 있다.

○ 개발 단계에서 각 디바이스의 물성을 실제로 직접 측정한다면 원자 단위의 측정이 가능한 초정밀 기기를 동원해야 하므로 필요한 장비와 시간의 제약으로 어렵다. 시뮬레이션은 나노물질의 성질을 이해하는 데 많은 도움을 주고 있다. 즉 디바이스의 동작원리의 해명, 동작특성의 예측, 고성능 소자의 설계 등을 컴퓨터 시뮬레이션으로 연구 진행한다.

○ 원자 하나하나의 움직임을 계산해 추적하는 것이 분자 동력학의 시뮬레이션 방법이다. 이 가상 실험실 안에서는 현실적으로 실험이 어려운 것도 실험이 가능한 반면 컴퓨터의 능력에 의해 취급할 수 있는 원자의 수나 시간 스케일에 한계가 있다. 그래서 단시간에 일어나는 현상이나 원자수가 적은 대상을 취급하는 연구가 필요하다.

○ 나노 기술연구는 막대한 연구비가 소요되나, 이는 사회나 생산시스템에 변혁을 초래하는 꿈의 기술로 10년, 20년 후의 사회나 경제를 움직이는 기반 기술로 인식되어 있다. 따라서 선진국에서는 국가가 대응할 중점 연구 분야로 인식되어 다방면에 걸쳐 자원을 집중하여 기선을 잡고자 노력하고 있다.

○ 한정된 자원으로 연구를 진행해야 하는 우리의 입장에서는 이 논문은 개인 컴퓨터로도 시뮬레이션에 이용할 수 있는 분자 동력학의 시뮬레이션을 소개한 것에 의의가 있다. 나노 물성을 이런 시뮬레이션 방법을 응용하면 시간과 비용을 절감할 수 있다고 본다. 더구나 개인 컴퓨터의 성능이 날로 향상되므로 이에 따라 실험으로 알기 어려운 여러 방면에 보다 폭넓게 개인적으로도 응용할 수 있을 것으로 생각된다.

저자: Shoichi Sakamoto
자료유형: 학술정보