신소재 보고서 - 신소재 심화 조사

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본문내용

다양한 나노구조의 응용이 예상되는 신기능 재료이다.
탄소나노튜브의 특이한 구조 및 물성이 보여주는 다기능성은 정보통신기기의 필수인 평면 표시소자(눈), 메모리소자(두뇌), 전지(심장D)에 응용력이 뛰어나며 기존의 소자가 갖는 한계를 넘어설 가능성을 갖고 있어 이 분야에서 경쟁력 우위를 확보하기 위한 전략들이 다각적으로 추진 중이다. 이를 위해서는 탄소나노튜브 성장 및 구조설계 기술이 반드시 확립되어야 하며 이에 함께 기능제어기술이 병행되어야 한다.
나노튜브는 탁월한 전기적 특성을 가지고 있으며 같은 직경의 구리보다 훨씬 안정되고, 더 많은 전류를 전달할 수 있는 장점이 있어, 나노 스케일의 전자회로에 유용하게 사용할 수 가 있다. 나노튜브의 전자수송 현상의 연구는 이러한 나노튜브의 탁월한 전기적 특성을 이용하는데 기초를 제공하며, 나노소자 응용기술의 근간이 될 것이다.
최근 들어 양자전도특성에 대한 연구가 많이 진행되고 있으나, 나노튜브와 금속 전극 사이의 접촉 저항문제로 큰 어려움이 있다. 따라서, 나노튜브의 탁월한 전기적 성질을 응용하려면 저저항 접촉기술의 확보가 필수적인데, 이를 위해 반도체 공정에 많이 쓰이는 RTA 기법 등을 이용하여, 접촉 저항을 줄이는 방법이 연구되고 있다. 또한, 나노튜브의 전기적 특성의 측정이나 나노 스케일의 회로소자에의 응용을 위해 필요한 나노튜브의 극미세 위치 지정법과 극미세 가공기술에 대한 연구도 진행되고 있다.
이러한 나노튜브의 위치지정법과 저저항 접촉기술을 10nm 급 전자빔 가공 기술과 결합함으로써 나노튜브의 전자소자 회로에 응용할 수 있을 것으로 보인다.
최근에는 클러스터이온을 이용한 나노소자 Shallow junction용 implantation 기술도 개발되고 있다. 이 기술을 이용하면 표면 미세 가공, nm 급 표면 조도 향상 및 damage가 없는 shaollow junction impurity 측정을 위한 SIMS, AES, XPS 용 nano-sputter gun, Pulsed Cluster Ion Deposition 등에 응용할 수 잇을 것으로 보인다.
다양한 정보 매체를 통합한 정보통신 시대를 열기 위해서는 보다 빠르고 신속한 정보전달이 요구되고 잇다. 21세기 정보산업시대를 대비하여 기술적인 선점을 위해 현재 세계적인 초고집적, 초고속 소자개발 연구가 경쟁적으로 이루어지고 있다.
최근에 초고집적회로소자를 개발하기 위한 연구는 전통적인 Top-Down 생산방식의 미세화기술과 함게 전혀 새로운 생산 패러다임으로 아예 원자단위에서 인위적인 조립, 자가형성하여 nm단위로 제작하는 Bottom-Up방식이 소위 나노기술이라는 공통적인 이름하에 병행하여 연구되고 있다. 이 두 생산방식은 소자개발에 관한 한 100 nm에서 서로 만나게 될 것으로 기대되지만 그 이하 크기의 나노소자가 차세대 정보화 산업에서 요구될 것이기 때문에 100 nm이하 크기의 나노소자 개발은 필수적이다.
현재로는 재래식 미세화 방법은 100 nm크기 이하의 소자개발에서는 전자전도도, 열전도도의 양자화에 따른 한계 등 여러 가지 새로운 양자 물성의 등장과 전통적 페르미 액체물성을 벗어나는 Luttinger 액체물성, 스핀-전하 분리현상 등 비페르미 액체물성, 양자요동, 열요동, 소자의 기본단위간의 간섭으로 인한 근접효과 등의 새로운 한계들을 극복하기 힘들어 결국 신개념의 나노기술방식의 기술개발이 불가피하게 된다.
100 nm이하의 소자제작 기술측면에서도 전자빔 리소그래피, X-선 리소그래피 등을 기반으로 하는 재래식 제작방법은 한계에 부딪치지만 신 개념의 나노기술 역시 일단 나노구조물을 형성하는 것은 현재의 SPM 활용, 나노리소그래피, 나노-

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신소재,   금속계,   무기계,   유기계