탄소나노튜브의 문제점을 없애는 몰리브덴 황화물

[아이팍스]

탄소나노튜브의 문제점을 없애는 몰리브덴 황화물

KISTI 『글로벌동향브리핑(GTB)』 2009-03-10

탄소나노튜브들은 실리콘 트랜지스터의 미래 대안으로 논의되고 있지만 어떤 물질 성질들은 산업적 구현에 걸림돌로 작용한다. 덴마크와 독일 연구진은 이것을 방지할 수 있는 대안을 고안해냈다. 몰리브덴 황화물(Molybdeum sulfide)은 탄소나노튜브의 결점을 감소시키면서 탄소나노튜브와 비슷한 성질을 가진다. 

탄소나노튜브는 뛰어난 반도체 성질을 가지고 있기 때문에 많은 연구진으로부터 연구되었다. 이런 이유 때문에 탄소나노튜브가 실리콘 트랜지스터와 메모리를 대체할 수 있을 것이라고 기대되고 있다. 그러나 지금까지 서로 고착되는 경향 같은 탄소나노튜브의 결점들이 산업적 구현을 방해하고 있었다. 서로 둘러붙는 것 이외에 탄소나노튜브는 전기 접점(electric contact)을 적용하기가 매우 어려웠다. 

덴마크 아르후스 대학(Univerity of Aarhus), 드레스덴 대학(Dresden Technical University), 로센도르프 연구소(Rossendorf Research Center, FZD)는 몰리브덴 황화물에 특성을 부여할 수 있었다. 실험과 양자 기계 시뮬레이션(quantum mechanical simulation)으로 얻어진 이 결과들은 나노크기에서 윤활제로 사용되는 물질(와이어를 위한 몰리브덴 황화물 나노입자들)이 반도체 기술의 관점에서 보면 매우 흥미로운 성질들을 가진다는 것을 보였다. 뒤틀렸을 때 이 와이어는 전도성을 가지거나 가지지 않도록 변한다. 따라서 몰리브덴 황화물 나노와이어는 전기 나노 스위치로서 사용될 수 있을 것이다. 

전도성의 온/오프(on/off)가 일어나는 이유는 물질의 밴드갭(band gap)이 몰리브덴 황화물 나노와이어의 비틀림 각도에 비례하기 때문이라고 FZD의 실빌레 겜밍(Sibylle Gemming)이 말했다. 스위칭 성질 이외에도 몰리브덴 황화물 와이어는 전기 접점을 쉽게 제공하고 마이크로전자장치 속에 이 장치들을 집적하기가 더 쉽도록 하는 뛰어난 전기 전도성을 가진다. 또한 몰리브덴 황화물 나노와이어는 서로 부착되지 않는다. 

그러나 몰리브덴 황화물 와이어는 일반적인 실리콘 트랜지스터에서의 빠른 천이(succession)를 방해하는 또 다른 문제점을 가지고 있다. 몰리브덴 황화물 와이어는 온도에 다소 불안전했다고 연구진은 말했다. 이런 이유로 연구진은 특허신청을 포기했다. 

그러나 접점의 양상에 대한 연구는 계속되어야 할 것이다.

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