나노기술 및 정책 정보

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● 미국 Massachusetts Institute of Technology (MIT) Pritpal S. Kanhaiya 교수 연구팀은 트랜지스터와 전자 회로가 다량의 방사선에 노출된 후에도 전기적 특성과 메모리를 유지할 수 있도록 하는 탄소나노튜브 개발 

● 우주의 방사선은 전자 장치를 손상시키고 데이터 결함을 일으켜 컴퓨터를 고장 나게 할 수도 있으며, 이를 해결할 방안으로 전자 부품에 탄소나노튜브를 포함시키는 것이 있지만, 관련 연구가 미흡했던 상황 

● 연구팀은 탄소나노튜브를 결합한 널리 사용되는 전자 부품인 전계효과트랜지스터가 높은 수준의 방사선에도 견딜 수 있는지 확인하기 위해 실리콘 웨이퍼 위에 탄소나노튜브를 올려놓아 전계효과 트랜지스터의 반도체층으로 사용되게끔 진행하였고, 그리고나서 반도체층 주위에 산화 하프늄, 티타늄, 백금 금속층으로 구성된 다양한 차폐(shield) 수준의 트랜지스터 실험  

● 테스트 결과, 탄소나노튜브의 위와 아래에 차폐를 설치하면 방사선으로부터 10Mard까지 보호한다는 것을 발견했는데, 이것은 대부분 실리콘 기반 방사선 허용 전자제품이 다룰 수 있는 수준보다 높고, 탄소나노튜브 아래에만 차폐를 설치해도 2Mard까지 보호되었다는 것을 발견

● 해당 결과는 탄소나노튜브 전계효과트랜지스터 특히, 이중 차폐 트랜지스터가 우주 탐사를 위한 차세대 전자제품이 될 수 있다는 사실을 제시  

※ 용어설명

- 탄소나노튜브(Carbon nanotube, CNT): 하나의 탄소가 다른 탄소원자와 육각형 벌집무늬로 결합되어 나노직경의 튜브를 이루고 있는 탄소동소체

- 전계효과트랜지스터: 트랜지스터의 하나로 소스, 드레인, 게이트의 세 극을 가지는 반도체

- 차폐: 전자기 결합 현상을 방지(약화)시키는 것

※ ACS Nano 게재(2021.10.27.), “Carbon Nanotubes for Radiation-Tolerant Electronics”