국내 연구진이 나노 구조제작 기술을 이용, 초미세 반도체 회로 제작에 한 걸음 다가서고 있다.

김상욱 KAIST 신소재공학과 교수 연구팀은 그래핀이라는 탄소소재 위에서 DNA를 배열시키는 기술을 활용, 초미세 반도체 회로를 만드는 원천기술을 개발했다고 6일 밝혔다.

현재 회로의 선폭이 10나노미터 이하인 반도체는 제작이 불가능하다고 알려져 있지만 김 교수팀은 이 기술을 활용, 최첨단 기술로도 불가능하다고 여겨진 2나노미터급의 선폭을 갖는 반도체가 개발될 것으로 전망했다.

김 교수 연구팀은 ‘DNA 사슬접기’라고 불리는 나노 구조제작 기술을 이용, 금속나노입자, 탄소나노튜브를 2나노미터까지 정밀하게 조절할 수 있다는 점을 착안해 다른 물질과 잘 달라붙지 않는 탄소소재 그래핀을 변형시켜 반도체 회로 구성에 이용, 잘 휘거나 접을 수 있는 형태의 DNA 회로구성이 가능할 것이라고 예상했다.

그동안 불가능하다고 여겨졌던 2나노미터의 반도체가 개발되면 현재 상용화중인 20나노급 반도체보다 약 100배 더 많은 용량의 데이터를 저장할 수 있게 된다.

김상욱 카이스트 신소재공학과 교수와 DNA들이 결합하며 그래핀 산화물 표면에 흡착되는 모습. ［자료제공=KAIST］

김 교수는 “다양한 기능을 발휘하는 그래핀 소재 위에 2나노급의 초미세 패턴을 구현할 수 있는 DNA 사슬접기를 배치시키는 기술은 기계적으로 유연한 나노반도체나 바이오센서 등 다양한 분야에 원천기술로 활용될 것”이라고 밝혔다.

김 교수팀의 기술은 국내외 특허출원을 마쳤으며 연구결과는 화학분야 최고 권위의 학술지인 ‘앙게반테 케미(Angewandte Chemie International Edition)’ 1월호 표지논문으로 발표됐다.

<문영규기자 @morningfrost>

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