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S&T FOCUS 나노기술은 대단히 작은 물체(소재, 소자)가 나타내는 특이한 물성을 활용하는 기술이다. 21세기 과학과 산업기술의 핵심 요소로서, 정보통신, 바이오, 에너지 · 환경, 항공 · 우주기술과의 융 · 복합적 응용을 향해 급속히 발전하고 있다. 특히 최근 10여년 간 신개념의 나노소자 및 혁신적 나노시스템 구현의 바탕이 될 ‘저차원 나노구조체’에 대한 연구가 활발하다.
저차원 나노구조체는‘양자구속효과(에너지 상태가 불연속적으로 되는 현상)’를 갖는 수~수십 나노미터(1나노미터 = 1미터의 10억분의 1) 크기의 물질로서 ▶ 영차원 나노입자 ▶ 일차원 나노구조체 ▶ 이차원 나노구조체 ▶ 하이브리드 나노구조체로 나뉜다.
물질이 양자구속효과를 갖는 크기로 작아지면 전혀 다른 새로운 성질을 나타낸다. 따라서 이를 이용한 신개념의 나노소자(나노 기술을 통해 만들어진 고분자가 그 자체로서 특정한 하나 이상의 기능을 수행하는 것)나 시스템 개발에 주력하고 있다.
한편 ‘영차원 나노입자’는 비교적 만들기 쉽고 크기를 달리함으로써 물성을 변화시킬 수 있어 다양한 분야에서 응용을 시도하고 있다. 그러나 전기적 접촉이나 표면 특성 제어 등이 어려워 소자화에 많은 제약이 따르고 있다.
‘일차원 나노선’은 길이가 있으므로 전극을 구현하는데 어려움이 없고, 전류가 빠르게 흐르는 통로 역할을 할 수 있어 주목 받고 있다. 그러나 양자적 구속이 발현되는 가느다란 굵기의 나노선을 만들기 어렵고, 배열이나 조립 등에서 해결해야 할 숙제가 많다.
이같은 개별 나노구조체의 장점을 유지하면서 단점을 보완하여 새로운 기능을 갖도록 하기 위해서는 이종의 저차원 나노구조체 융합기술이 효과적일수 있다. 이 때문에 영차원 양자점과 일차원나노선 및 이차원 나노시트 등을 서로 결합한 ‘저차원 하이브리드 나노구조체(Low-dimensional Hybrid Nanostructures) 기술’이 크게 주목 받고 있으며, 이를 통해 혁신적인 성능의 다양한 신개념 나노소자와 시스템 기술이 개발될 것으로 기대를 모으고 있다.
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저작권자 2008.09.09 ⓒ ScienceTimes
