KAIST(총장 서남표)는 신소재공학과 김상욱 교수 연구팀이 DNA를 그래핀 위에서 배열시키는 기술을 활용해 초미세 반도체 회로를 만들 수 있는 원천기술을 개발했다고 6일 밝혔다.
김 교수팀의 신기술 개발로 2나노미터 급의 선폭을 갖는 반도체가 개발되면 우표 크기의 메모리 반도체에 고화질 영화 1만 편을 저장할 수 있다. 이는 현재 상용화 중인 20나노급 반도체보다 약 100배의 용량을 담을 수 있는 수준이다.
최근 광식각 패턴기술을 적용해오던 반도체 회로의 크기가 물리적 한계에 도달해 있는 상황에서 생체소재를 이용해 초미세 회로을 제작하는 연구들이 전 세계적 관심사다. 이 중 DNA의 경우 2나노미터까지 정교한 미세패턴을 구현가능다고 알려져 있어 차세대 신소재로 각광받고 있다.
김 교수팀은 다른 물질과 잘 달라붙지 않는 그래핀을 화학적으로 개질해 표면에 다양한 물질을 선택적으로 흡착하도록 만들었다. 개질된 그래핀은 원자수준으로 매우 평탄하면서도 기계적으로 잘 휘거나 변형되는 장점을 갖는다. 이 때문에 여기에 DNA 사슬접기를 패턴화하면 잘 휘거나 접을 수 있는 형태의 DNA 회로구성이 가능할 것으로 보인다.
김 교수는 "실리콘기반 반도체 기술은 한계에 이르렀다"며 "앞으로 신물질 차세대 반도체 개발에 커다란 파급효과를 불러일으킬 것"이라고 강조했다. 이어 김 교수는 "DNA 사슬접기를 배치시키는 기술은 나노반도체나 바이오센서 등 다양한 분야에 원천기술로 활용될 것"이라고 말했다.
한편 이번 연구결과는 화학분야의 세계 최고 권위의 학술지인 '앙게반테 케미(Angewandte Chemie International Edition)' 1월호에 표지논문으로 발표됐다. 관련 기술도 국내외 특허출원을 마쳤다.
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