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분자 집합체를 이용한 16비트 병렬 처리장치

전문가 제언: ○ 현재 대부분의 저장매체는 실리콘 등을 깎아 만든 것으로 금속선폭을 10nm이하로 작게 할 수 없다는 한계가 있다. 대안으로 원자를 움직여 만든 나노 구조물이나 단분자, 또는 분자집합에 대한 연구가 활발하다.

○ 미국 IBM의 A.Heinrich은 원자를 움직여 구조물을 만들고 전자기적 성질을 관찰하여 Science지에 게재하였다. 서울대 국양 교수 연구실에서 azobenzene 분자가 전기 신호에 의해 스위치되는 현상을 관찰하여 nature지에 review 되었으며, 연세대 염한웅 교수는 최초로 나노 금속선에 도핑을 하여 나노 장비의 실현 가능성을 보였다.

○ 디지털 장치에 정보를 읽고 쓰기 위해서는 각 비트에 대해 신호를 주어야 하므로, 대전류에 의한 발열이 심각한 문제이다. 대안으로 하나의 신호로 여러 장치에 명령을 전달하는 병렬적 통신체계가 연구되고 있으나, 정렬된 집합체의 하위구조 식별을 위한 원자 크기의 분해능이나 각 하위구조들의 개별적 통제 가능성 면에서 미흡한 단계이다. Max Planck 연구소의 K.Kern은 자연 분자 정렬로 네트워크를 구축하였으며 STM을 이용해 나노 장치를 연구하고 있다. 또, 저온에서 저항이 거의 없어 발열을 막을 수 있는 초전도체 전선도 국내외에서 연구되고 있다.

○ 탄소나노튜브나 단백질, DNA 등의 고분자들 또한 새로운 제어장치의 재료로 연구되고 있다. A.Heeger는 전도성 고분자로 2000년 노벨 화학상을 받았으며, 서울대 박영우 교수는 전도성이 우수한 polymer의 실용화를 연구하고 있다. 또 최근 각광받고 있는, 탄소 한 층 구조인 graphene은 나노미터보다 작은 두께와 유연성과 도핑된 Si에 준하는 모빌리티(~10000cm/Vs)로 트랜지스터로의 가능성이 연구되고 있는데, 건국대 손영우 교수는 graphene 이론 분야를 탐구하고 있다.

○ 국내 학계와 기업의 나노 과학 연구는 SCI급 논문에 게재되는 개별적 성과 측면에서 세계와 견줄 만하다. 이를 이어가기 위해 지속적인 국가적 지원이 필요하며, 학회나 프로젝트 등을 통해 학계와 기업 사이, 순수과학과 공학 사이 상호 연계성을 높여, 더욱 발전된 성과가 구해질 수 있도록 해야 할 것이다.

저자: Anirban Bandyopadhyay, Somobrata Acharya
자료유형: 학술정보