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카본나노튜브가 개척하는 양자와 바이오의 세계

전문가 제언: ○ 카본나노튜브는 현재 다양한 응용 분야에서 그 활약이 기대되고 있는 재료이다. 실제로 카본나노튜브를 이용하여 트랜지스터를 제작하고 차세대 CMOS 기술로서의 가능성을 타진하는 많은 연구 결과가 최근 수년 사이에 급격하게 증가하였다. 카본나노튜브 트랜지스터는 현재 집적회로에 사용되고 있는 실리콘 트랜지스터에 비하여 10배에서 100배 높은 증폭률을 나타내기 때문에 차세대 트랜지스터로서 기대를 받고 있다.

○ 그런데 지금까지 개발되어 온 카본나노튜브 트랜지스터는 그 특성이 시간이나 전압의 값에 따라 크게 변동한다는 결점이 실용화의 큰 장해가 되었다. 이러한 불안정성 원인은 카본나노튜브 표면에 부착한 물이나 산소의 오염에 의한 것으로 생각하였으나 일본의 오사카 대학과 일본의 산업기술종합연구소는 공동으로 포토레지스트(photoresist)의 찌꺼기도 중요한 원인이 된다는 것을 밝혀내고 이 특성의 변동 요인을 없애는 완전히 새로운 제조 프로세스 개발에 성공하였다.

○ 이 개발을 통해 시간에 대한 특성 변동은 0.01% 이내로서, 히스테리시스 값의 이상적인 수치인 0V로 실용 가능한 안정 동작을 실현하였다고 발표한 바 있다.

○ 본고는 상기한 새로운 카본나노튜브 트랜지스터를 개발한 필자 등이 카본나노튜브를 이용한 바이오센서로서 카본나노튜브 전계효과 트랜지스터를 이용하는 방법과 카본나노튜브를 전극으로 사용하는 방법을 소개하고 있으며 면역글로블린이나 단백질, 글루코오스를 선택적으로 검출할 수 있다고 실증 시험을 통해 제시하고 있다.

○ 카본나노튜브 트랜지스터는 본질적인 고감도 특성을 활용하여 종래의 센서, 특히 장래에 중요하게 이용될 수 있는 바이오센서의 연구개발이 활발하게 수행될 것으로 예상된다. 본고가 이러한 목적에 일조가 될 것으로 믿는다.

저자: Kazuhiko Matsumoto
자료유형: 학술정보