IBM, DNA 기술 이용한 칩 제조 연구중

생명의 구성요소가 반도체 업계에서 사용되는 구성요소가 될 수 있을까? 답은 가능하다이다.

IBM의 과학자들은 탄소나노튜브(탄소 원자가 관 모양을 이루고 있는 신소재)를 DNA의 분자 구조 내에 배치하는 연구를 하고 있다. 나노튜브의 배열을 정렬하던 단계에서 실험실에서 생성된 DNA 분자를 없애면 정렬한 나노튜브의 격자가 남겨지게 된다. 이러한 나노튜브의 격자는 데이터 기억 장치로서 기능하거나 계산을 할 수 있다고 생각되고 있다.

IBM의 과학자이자 리소그래피 기술과 재료 공학의 전문가로서 이 프로젝트에 참가하고 있는 그렉 왈라프는 “이것은 고유의 형상으로 자체 조직화 하는 DNA 나노 분자 구조이다. 우리의 목표는 이러한 구조물을 실험용 전기 회로반으로 이용하고 탄소나노튜브와 실리콘 나노와이어, 양자점(quantum dot)에 조합하는 것에 있다. 우리가 실제로 만들려고 하는 것은 다른 컴포넌트를 조합하기 위해서 이용되는 매우 작은 DNA 회로”라고 말했다.

캘리포니아 공과대학의 폴 로더먼드의 ‘DNA origami(DNA 종이접기)’라는 획기적인 성과에 근거하고 있는 이 연구는 아직 초기단계에 지나지 않는다. 그러나 DNA를 이용한 설계 기술이 오랫동안의 ‘자체 조직화’의 꿈을 현실화하기 위한 방법이 된다고 믿는 연구자가 많아지고 있다.

또 이러한 방법으로 제조된 칩은 매우 작을 것이다. DNA 기술을 사용하면 제일 작은 것으로는 2나노미터라고 하는 선폭을 실현할 수 있다. 오늘날 최첨단 칩의 선폭은 평균치는 45나노미터이다(1나노미터는 10억분의 1미터).

IBM의 생화학자이자 유기 분자와 비유기 분자를 제휴시키는 연구를 하는 제니퍼 차는 “현재 이외의 방법은 없다”고 말했다.

반도체 제품의 제조는 현재로서는 기계장치를 사용해 소재를 조작하는 톱-다운 방식으로 이뤄지고 있다. 자체 조직화를 사용하는 경우 분자 고유의 화학 특성과 물리 특성 및 환경 인자에 의해서 소재를 복잡한 구조로 정렬시키게 된다. 결국 눈의 결정과 같은 것을 실현하려는 것이다.

그러나 소재가 정밀하고 질서 있게 행동하게 하려면 어려운 문제가 남아있기 때문에 DNA 기술이 나온 것이다. DNA는 예측 가능한 방법으로 결합 반응을 실시하는 특유의 화학 구조(구아닌과 시토신)로 구성되어 있다. @