인류의 과학기술 발전이 이제 분자의 내부를 들여다 보는 데에 이르렀다.
이는 원자나 분자 위에서도 전자빌딩블록을 만들 수 있다는 의미로서 ‘나노’라는 크기의 장벽에 부딪힌 미래형 반도체를 개발하는데 기여할 획기적인 개가로 받아들여지고 있다.
씨넷등 외신은 27일(현지시간) IBM 취리히 연구소의 과학자들이 세계최초로 펜타신(pentacene)분자를 이용해 이 분자의 화학적 구조를 이미지화하는데 성공했다고 보도했다.
연구팀은 일산화탄소(CO)분자로 끝을 처리한 원자크기의 날카로운 금속탐침을 이용해 분자의 내부구조 이미지를 형상화하는데 성공했다.
펜타신은 직사각형의 유기분자로서 22개의 탄소원자, 14개의 수소원자로 구성돼 있으며 길이는 1.4나노미터에 불과하다. 분자를 구성하는 내부의 탄소원자 간 거리는 사람 머리카락의 50만분의 1 정도인 0.14나노미터에 불과하다.
IBM취리히연구소의 이번 개가는 지난 1985년 이 연구소의 비니히박사팀이 개발한 원자힘현미경(AFM: Atomic Force Microscope)을 업그레이드한 나노근접 원자힘현미경(AFM)을 이용해 이뤄졌다.
IBM은 '이로써 1945년 이래 분자내에서 개별원자를 풀어내고자 한 표면현미경학의 최대 숙원이 이뤄졌다고 말했다.
이번 개가는 원자크기에서도 컴퓨터요소를 쌓아 올리는데 필수적인 성과로 받아들여지고 있으며 지금보다 더 작고, 빠르고, 에너지효율적인 미래형 프로세서와 메모리디바이스를 만드는데 기여할 것으로 기대를 모으고 있다.
연구팀은 초진공, 초저온(섭씨 영하 268도)환경 하에서 원자힘현미경 분석을 통해 펜타신 분자를 형상화했다.
과학자들은 실험과정에서 “전자구름의 내부와 개별분자의 원자백본을 최초로 볼 수 있었다“고 말했다.
이것은 인류가 사람의 살을 통과해 뼈를 보여준 엑스레이를 처음 발견했을 때와 비견된다고 IBM측은 말했다.
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IBM 취리히 연구소의 게르하르트 마이어 연구원은 “이번 개가로 반도체 회로를 접근불가의 영역으로 여겨져왔던 10나노에서 20나노미터 크기로 줄일 수 있게 될 전망”이라고 말했다.
이 연구결과는 과학전문지 사이언스의 8월28일자에 게재됐다.