DNA 반도체 원천 기술 개발

DNA 반도체 원천 기술 개발

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물리적 방식으로 불가능하게 여겨졌던 2 나노 미터급 선폭의 반도체 제작 기술이 개발됐다. 광식각 패턴 기술에서 벗어나 생체 소재를 이용해 초미세 회로를 구현하기 위한 노력이 결실을 맺은 것이다. 2나노미터급 반도체가 상용화되면, 우표 크기의 메모리 반도체에 고화질 영화 1만편을 저장할 수 있는 시대가 열리게 된다.

KAIST 신소재 공학과 김상욱 교수 연구팀은 DNA를 `꿈의 신소재'로 불리는 그래핀(graphene) 위에 배열시키는 기술을 활용해 2나노 미터급의 선폭을 갖는 반도체 회로 제작 기술을 개발했다고 2012.02.06일 밝혔다.

지금까지는 최첨단 반도체 기술로도 10나노 미터 이하의 반도체 제작은 불가능한 것으로 알려져 있었다. 이 기술은 반도체 회로 크기가 물리적 한계에 도달하자 생체 소재를 이용해 초미세 회로를 구현하기 위한 연구가 전 세계적으로 관심을 모으고 있는 상황에서 DNA를 활용해 2나노 미터까지 정교한 미세 패턴을 구현할 수 있다는 점에서 물리적 한계를 뛰어 넘은 것으로 주목된다.

연구팀은 나노 구조 제작 기술을 이용하면 금속 나노 입자나 탄소 나노 튜브를 2나노 미터까지 정밀하게 조절할 수 있다는 `DNA 사슬 접기'에 착안해 다른 물질과 잘 달라 붙지 않는 그래핀(graphene)을 화학적으로 개질해 표면에 다양한 물질을 선택적으로 흡착되도록 만들었다. 이렇게 개질된 그래핀 위에 DNA 사슬접기를 패턴화해 기존에는 불가능했던 잘 휘거나 접을 수 있는 형태의 DNA 회로 구성을 가능케 했다.

DNA를 반도체 신소재인 그래핀 위에 배열시키는 기술을 활용해 초소형 반도체 회로를 만들 수 있는 기술을 개발한 것이다. 원래 그래핀(graphene)은 다른 물질과 잘 달라 붙지 않는 성질을 갖고 있지만, 연구팀은 소재를 화학적으로 개량해 다양한 물질을 흡착할 수 있도록 만들었다.

김상욱 교수는 "실리콘 기반 기존의 반도체 기술은 한계에 이르렀다"면서 "이번 기술이 나노 반도체나 바이오 센서 등 다양한 분야에 원천 기술로 활용될 수 있길 기대한다"고 말했다. 이번 연구 결과는 화학 분야의 권위 있는 학술지인 `앙케반테 케미' 2012년 01월호 표지 논문으로 게재됐다.