용어의 정의

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최근 원자 수 개의 폭을 가지는 나노선들은 나노 일렉트로닉스의 관점에서 중요한 개발 대상으로 부각되고 있으며, 탄소 나노선 등을 사용한 각종 프로토타입 나노소자 등이 이미 실증되고 있다. 현재 사용되는 대부분의 전기나 기계 소자들은 고전역학을 응용한 사례들이다.
최근 나노과학이 크게 각광받고 있으나 아직도 대부분의 나노소자들이 10 nm 이상의 크기로 되어 있어, 양자현상을 실질적으로 보여주지 못하고 있다. 현재 반도체 공정에서 사용되는 기술의 한계는 선폭이 약 50 nm급의 소자 직접화기술이라 예측하고 있으나, 최근에는 15 nm~20 nm급의 단위소자가 개발되었으며, 나노과학은 이미 10 nm 이하 더 나아가 원자 수 개의 크기를 가지는 소자를 구현하려 노력하고 있다. 나노과학기술의 핵심으로 금속 및 반도체 나노선, 탄소 나노튜브, 선형 유기단분자, 생물학적 분자 등을 이용한 다이오드, 트랜지스터 등과 이들을 조합한 기본 논리연산회로와 SRAM, DRAM 등이 구현되어진 상태이다. 최근 국내에서 개발된 세계에서 가장 가는 은 나노선(Ag wire)이 불과 0.4 nm의 직경을 가지면서 나노 스케일의 기준단위인 1 나노미터 이하의 크기로 만들어졌기 때문에 양자현상이 극명하게 나타나게 되었다.
Ⅳ족의 Si, Ge 과 Ⅲ-Ⅴ족의 GaAs, GaP, InP, Ⅱ-Ⅵ족의 ZnS, ZnO 등의 반도체 물질로 이루어진 일차원 나노소재를 반도체 나노선이라 한다. 반도체 나노선은 물질의 종류에 따라 다양한 물리적 특성을 보일 뿐 아니라, 나노스케일에 기인한 양자 효과에 의하여 독특한 광학적, 전기적 특성을 보이기 때문에 많은 관심과 연구의 대상이 되고 있다.
현재까지 대표적인 일차원 나노소재는 탄소나노튜브(carbon nanotube)이다. 그러나 이것은 그 직경과 탄소원자 배열의 비틀림 정도에 따라 도체 혹은 반도체가 되기도 하여 실제적인 전기전도도의 조절이 어렵다는 단점이다. 반면에 일차원 반도체 나노선의 경우는 불순물의 첨가에 의해 전기전도도와 밴드갭을 조절하기가 훨씬 용이할 뿐만 아니라, 빛을 내기 때문에 bottom-up 방식을 이용한 차세대 저전력, 고효율의 나노 전자소자, 발광소자의 핵심소재로서 급부상하고 있다 최근에 일차원 나노선을 이용한 전계방출소자(Field Effect Transistor), 광검출소자(Photodetector), 화학(Chemical sensor) 및 바이오 센서(Biosensor), 나노레이저(Nanoscale laser), LED, logic gates 등 고기능성 나노소자가 구현되기 시작하면서 탄소나노튜브와 더불어 실용화에 가장 근접해 있는 나노소재로 주목을 받고 있다.