나노기술 및 정책 정보

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. 목적
 ○ 지금까지의 Si-CMOS를 중심으로 진전해 온 일렉트로닉스 분야에서 미세화, 집적화를 위한 여러 가지 기술이 개발되어 왔다. 그러나, 미세화의 물리 한계가 표면화되고, 집적화에 수반하는 소비전력 증대는 문제가 되고 있다.
 ○ 따라서 상기의 과제를 해결하기 위한 향후의 나노일렉트로닉스에서의 대처가 중요해지고 있으며, 차세대를 위해 추진해야 할 나노일렉트로닉스 연구전략이 요구되고 있다.
  - 미세화·집적화·저소비 전력화의 한계를 돌파할 수 있는 기술의 가능성 여부 및 이의 명확화
  - 새로운 재료·아키텍처에 의한 일렉트로닉스 디바이스의 과제 추출
  - 일렉트로닉스의 조류를 바꾸는 새로운 기술의 시즈 여부 및 이의 명확화
  - 차세대 일렉트로닉스 분야에서 세계를 선도하기 위한 전략 제안

2. 추진전략
 ○ "미세화·집적화·저소비 전력화의 한계를 돌파할 수 있는 기술의 가능성"은 충분한 것으로 인식되었다.
 ○ "새로운 재료·아키텍처 의한 일렉트로닉스 디바이스의 과제"는 다음과 같다.
 - 비휘발성 논리 소자
  ·집적회로의 집적도 향상과 저소비 전력화를 양립하기 위한 하나의 방향성으로서 연산 회로용 비휘발성 메모리의 개발이 요구된다.
 - 스핀 디바이스
  ·스핀류를 사용해 전도전자(傳導電子)없이 정보 전달이 가능하다.
  ·스핀류의 기초 물리와 응용에 적절한 재료 개발이 과제이다.
 - 그래핀(Graphene)
  ·Dirac 입자인 그래핀은 그 상태로는 밴드 갭이 없고 오프 상태를 만들 수 없지만, 나노 리본에 의해 밴드 갭 제어를 할 수 있다.
  ·그래핀은 대면적 일렉트로닉스 및 플렉서블 전극으로의 전개도 가능하다.
 - 유기 분자 디바이스
  ·Rigid 분자 가교 또는 접속 앵커의 기술이 핵심이 된다.
 - 단전자(單電子) 디바이스
  ·단전자 디바이스는 동작의 안정성이나 fan-out에 관한 오해가 있지만, 이는 잘못된 것이다. SET(Single Electron Transistor)는 Non-conventional FET(Field Effect Transistor)로서 자리매김한다.
 - 산화물 일렉트로닉스
  ·강상관(强相關) 산화물에서는 전하 이외의 새로운 상태 변수를 사용하여, 여러 가지 가능성을 생각할 수 있다. 동작 온도 등의 과제 해결을 위해서 계속적인 재료 탐색이 필요하다.
 - 원자 스위치
  ·원자 스위치는 비휘발 논리 회로 및 뇌형(腦型) 컴퓨터로의 응용 가능성이 있다.
 ○ "일렉트로닉스의 조류를 바꾸는 새로운 기술 시즈의 여부 및 이의 명확화"에서는, 생물을 모방한 분자 신형 디바이스, 그래핀의 화학 수식에 의한 신규 물성 발현, 아톰(Atom) 디바이스 컨셉 등이 논의되었다.
 ○ "차세대 일렉트로닉스 분야에서 세계를 선도하기 위한 전략"은 다음과 같다.
  - 타분야 기술 및 이종 재료 기술의 융합적인 디바이스화 연구가 가능한 공동 이용 시설
  - 국제적 노하우의 집약 거점, 인재육성의 거점
  - 폭넓은 분야의 연구자로부터의 공헌, 의견교환을 추진하는 장소, 기초연구로부터 응용 기술개발까지의 수직통합을 가능하게 하고, 신속한 원리 실증을 가능하게 하는 장소가 요구된다.

3. 향후 추진해야 할 연구개발
 ○ 미세화, 집적화의 한계를 돌파 또는 회피하기 위한 나노 일렉트로닉스 기반기술의 연구개발
 ○ 나노일렉트로닉스 디바이스를 위한 신재료 탐색과 디바이스 적용 가능성의 실증

 - 목차 -
1. 취지
2. 가설과 사전 조사의 정리
3. 논의의 진행방식
4. 섹션Ⅰ: 미세화·집적화·저소비 전력화의 한계를 돌파할 수 있는 기술의 가능성
 4.1 비휘발성 논리 소자 실현을 위한 과제
 4.2 순스핀류, 초스핀 전도를 이용한 디바이스의 가능성
 4.3 계산 과학에 근거한 나노 카본의 전자 물성
 4.4 그래핀(Graphene)의 전도 기구
5. 섹션Ⅱ: 새로운 재료· 아키텍처를 이용한 일렉트로닉스 디바이스의 과제
 5.1 분자 설계에 근거한 나노 전자 디바이스
 5.2 단전자 디바이스
 5.3 산화물 일렉트로닉스
 5.4 원자 스위치
 5.5 양자 컴퓨팅 소자/시스템
6. 섹션Ⅲ
 6.1 나노일렉트로닉스에 대한 기대
 6.2 ITRS(국제반도체기술 로드맵)에서의 나노일렉트로닉스
7. 전체 토론
8. 정리