나노기술 및 정책 정보

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● 중국과학원의 창리우 박사 연구팀이 일본, 러시아, 호주의 연구진들과 공동으로 투과전자현미경 내 줄(Joule) 발열 및 변형을 통해 단일 탄소나노튜브(CNT)의 카이랄성을 변화시키는 새로운 방법을 제시

● 이 방법으로 탄소나노튜브의 금속성을 반도체성으로 전환하여 채널 길이가 2.8nm(나노미터)밖에 안 되는 탄소나노튜브 접합 트랜지스터를 제조하였고, 상온에서 탄소나노튜브 트랜지스터의 양자 전송 실증에 성공

● 독특한 물리화학적 성질을 지닌 탄소나노튜브는 차세대 finFET 등 FET 채널소재로 주목받고 있으며 반도체 칩의 연산능력 및 연산속도 향상에 크게 기여할 전망

● 단일벽 탄소나노튜브(SWCNT)는 금속성과 반도체성의 성질을 가지고 있으며, 탄소나노튜브(CNTs) 트랜지스터는 실리콘 트랜지스터보다 에너지 효율이 높은 장점이 있지만, 단일벽 탄소나노튜브의 카이랄성을 제어하기는 매우 어려웠던 상황

● 연구팀은 열역학적 방법으로 필요한 구조와 특성을 지닌 CNT 트랜지스터 소자를 제조하는 것이 가능하다는 새로운 원리와 방법을 제시

※ 용어설명

- 카이랄(Chiral): 왼손과 오른손처럼 자신의 거울 상과 겹치지 않는 구조적 특성을 의미

- 탄소나노튜브(Carbon nanotube, CNT): 탄소가 가늘고 긴 모양으로 연결된 것으로, 지름이 1nm(나노미터)에 불과하지만 전기전도율은 은과 비슷하고, 강도는 철강보다 100배 높은 특성을 보유

- FinFET: 기존 평면구조였던 트랜지스터의 한계를 극복하기 위해, 채널을 3차원 구조로 만들었으며, 그 결과 게이트와 채널의 접촉면적이 늘어 전류 효율이 크게 증가

※ Science 게재(2021.12.23), “Semiconductor nanochannels in metallic carbon nanotubes by thermomechanical chirality alteration”