카본 나노튜브는 그 성질이 금속적 또는 반도체적으로 변한다는 사실이 잘 알려져 

있으나, 현재로서는 아직 그러한 현상을 제어할 수 있는 합성 기술이 확립되어 있지 

않고 반도체만의 카본 나노튜브를 선택적으로 합성하는 것은 어렵다. 만약 카본 나

노튜브 이외의 재료로 반도체 나노튜브를 합성하여, 이것을 초미세 선으로 이용할 

수 있게 된다면 전자 회로의 스케일링 공정이 크게 진전되고 반도체의 고밀도 집적

화와 고속/저소비전력 디바이스의 실현이 가능해질 것이다.

일본 물질재료연구기구의 연구 그룹은 반도체 재료를 이용한 나노튜브 제작을 수행

하고 있다. 최근 실리콘, 질화갈륨(GaN), 탄화규소(SiC), 질화알루미늄(AlN) 등을 

나노튜브로 제작하는데 성공했다. 그림1은 실리콘 나노튜브의 합성 방법을 나타내

고 있다. 우선 단결정의 황화아연(ZnS)의 나노 와이어를 제작한다. 이 표면에 실리

콘 막을 코팅하여 ZnS/Si로 구성되는 2층 코어형 나노 와이어를 만든다. 그 후, ZnS

를 염산으로 녹여내면 실리콘만의 나노튜브(직경 약 100nm)가 형성된다. 전자 회절

법과 격자상 관찰 결과로부터 실리콘 나노튜브는 단결정이라는 것이 확인됐다. 이것

은 세계에서 처음으로 실현된 결과이다. 실리콘 나노튜브의 구조는 벌크와 같은 

sp3 원자 배열을 하고 있다. 

그림3은 실리콘 마이크로튜브의 SEM 사진이다. SiO 분말을 1650℃의 고온에서 열

분해시켜 생성한다. 튜브의 직경은 약 1∼5㎛이며 길이는 수 ㎛이다. 이 마이크로튜

브는 나노튜브와는 달리 측벽이 비정질 실리콘으로 되어 있다. 현재로서는 실리콘 

나노튜브와 마이크로튜브 모두 수율이 약 10% 이하로 매우 나쁜 편이며, 따라서 신

규 합성 방법의 개발이 필요하다. 또한 이론적으로 그 존재가 예상되는 sp2 원자 배

열을 가진 실리콘 나노튜브의 제작도 향후의 중요한 과제라고 할 수 있다. 

실리콘 나노튜브와 마이크로튜브는 반도체의 성질을 활용하여 초미세 세선(細線)으

로 일렉트로닉스 분야에 응용될 뿐만 아니라 이 구조가 가진 특이한 세공(細孔)의 형

태를 살려 촉매와 필터, 바이오센서 등에서 폭넓게 응용될 것으로 기대된다. 

(그림1) 실리콘 나노튜브의 합성 방법.

(그림2) 실리콘 나노튜브의 고분해능 전자현미경 사진과 전자 회절 도형.

(그림3) 실리콘 마이크로튜브의 SEM 사진. 

  정보출처   http://www.nims.go.jp/jpn/news/nimsnow/2005-03/03.html  

  원문언어   일어 

  출판날짜   2005년 03월 16일 

  국      가   일본 

  주제분야   전자재료(K13) 

  원본파일   http://techtrend.kisti.re.kr/down.jsp?

gubun=trend&down_url=/upload/sazanami/Nims_050322_01_O.doc