펜실베니아 대학교의 물리학자들은 나노튜브 기반의 전자부품을 만드는데 있어 중

요한 장애물을 극복했다. ''Nature Materials'' 8월호에 기고한 논문에서 연구자들은 

나노튜브를 이용하여 작동하는 전자회로를 만드는 방법을 기술하고 있다. 그들은 나

노튜브를 회로 상에서 직접 성장시키지 않고 반도체 칩을 나노튜브 현탁액에 담그

는 방식으로 회로를 만들었다. 

 

나노튜브들은 놀라운 전기적 특성 때문에 화학 센서, 유연한 전자 부품, 고속 고밀도

의 마이크로 프로세서와 같은 분야에서 대단한 관심을 끌고 있다. 펜실베니아 대학

교의 물리학과 천문학과 교수인 Alan T. Johnson은 “우리가 가장 값지게 생각하는 

나노튜브의 특성인 작은 크기와 물리적 특성들은 조작을 매우 어렵게 만들기도 한

다”고 말했다. 

 

연구자들은 전통적으로 사용해온 실리콘 칩에서 일정한 패턴으로 나노튜브를 성장

시키는 방법 대신 칩 상에 나노튜브를 뿌리는 방법을 고안했다. 그들은 회로가 형성

되기를 원하는 곳에만 나노튜브가 달라붙게 하는 방법을 개발했다. 

 

홀겹 나노튜브는 graphine 한 장이 매끄럽게 말린 직경 1나노미터 정도의 실린더

다. 나노튜브는 반도체성이 되거나 전기 전도도가 높은 금속성이 될 수 있는데 이것

은 탄소 원자들의 정확한 기하학적 배치에 의존한다. 반도체 나노튜브는 우수한 트

랜지스터를 만드는데 사용될 수 있다. 바로 그런 이유로 나노튜브를 전자공학에 사

용하는 방법을 찾는데 대단한 관심이 집중되고 있다. 

 

과거에 대부분의 나노튜브 회로들은 CVD를 이용해 칩 상에서 각각의 나노튜브를 성

장시키는 방법으로 만들어졌다. 안타깝게도 이 방법은 금속성 튜브와 반도체성 튜브

가 혼합된 형태의 회로를 만들어냈다. 더욱이 나노튜브의 성장 방향이 무작위적이

고 직경도 컸다(직경이 작은 나노튜브가 스위치에 더 유용하다.).

 

같은 과의 Arjun Yodh 교수는 “다행히도 다른 연구자들이 작은 직경의 나노튜브를 

성장시키고 용액 속에서 금속성 튜브와 반도체성 튜브를 구별하는 방법을 찾아냈

다. 궁극적으로 우리의 공정은 용액 속에서 작은 직경의 나노튜브를 대량으로 만들

어낼 수 있고 반도체성 튜브들을 구별해 낸 뒤에 그들을 패턴이 새겨진 실리콘 칩 위

에서 적절하게 배치할 수 있다”고 말했다. 

 

박사후 연구원인 Mohammed F. Islam은 대량 생산된 나노튜브들을 정제하는데 있

어 가장 큰 문제를 발견했다. 그들이 나노튜브를 대량으로 만들어낼 때 이용하는 공

정에서는 흔히 불순물(탄소 찌꺼기와 촉매 잔유물)이 만들어지기 때문에 나노튜브

의 질이 심하게 떨어진다. 

 

연구자들은 약한 산처리와 함께 습한 공기에서 그것들을 가열하고 자기장을 이용해 

불순물과 분리해 나노튜브를 정제하는 방법을 찾아냈다. 연구자들은 나노튜브 용액 

속에 접착제 같은 물질로 덮인 칩을 담그는 방법으로 나노튜브를 칩에 부착시켰다. 

그런 뒤에 그들은 과다한 접착제와 남아있는 용제들을 모두 씻어냈다. 

 

그 결과 생성된 회로들은 나노튜브들의 우수한 전기적 특성을 그대로 가지고 있으

며 대량 생산이 가능하다. 연구자들은 나노튜브들을 칩과 별개로 만들어내기 때문

에 이 공정은 나노튜브의 크기를 좀 더 잘 제어할 수 있다. 연구자들은 미래의 전자

공학에서 나노기술이 결정적인 역할을 할 것이라고 믿고 있다. 

 

Johnson은 “더 빠른 프로세서를 만들려면 더 많은 트랜지스터를 집적시켜야 하는

데 나노튜브들은 현재 존재하는 가장 작은 트랜지스터를 만들 수 있어서 그들을 더 

조밀하게 집적시키면 더 빠른 칩을 만들 수 있다”고 설명했다.  

 

  정보출처   http://www.physorg.com/news5525.html  

  원문언어   영어 

  출판날짜   2005년 07월 29일 

  국      가   미국 

  주제분야   응용물리(B17) 

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

gubun=trend&down_url=/upload/ch_ahn/1_smallcircuit.hwp