반도체 기술의 한계, 그리고 발전 방향

Nano Tech에서는 수 나노미터 수준이 기술을 이용하여 반도체를 형성할 수 있다. 이는 양자론의 발달로 인해서 실현 가능해질 수 있었다. 이 Nano Tech에서도 반도체 기술의 새로운 돌파구로 각광받는 것이 바로 탄소 나노 튜브(이하 CNT)이다. CNT란 1991년 일본 Iijima 박사가 TEM TEM : 투사전자현미경(Transmission Electron Microscope) 투사전자현미경은 기본적으로 도립광학현미경과 유사하지만 광선 대신 전자빔을 사용하며, 유리렌즈 대신 빔을 집중시키기 위해 자기 코일을 사용한다. 표본은 진공상태에 놓이며 매우 얇아야 한다. 대조효과는 보통 부분적으로 표본을 지나 빔이 통과할 때 전자를 흡수하거나 분산시키는 고밀도 전자 중금속으로 염색하여 얻어진다. 투사전자현미경은 생물표본의 경우 백만 배까지 확대가 가능하며 약 2nm의 해상력을 가진다. 을 이용하여 아크 방전법에 의하여 제조된 탄소 생성물을 관측하다가 단일 원소인 탄소로 구성된 대롱모양의 CNT를 발견하였다. CNT는 구조의 비등방성이 크며 단일벽(singlewall, SW, 그림 1의 上), 다중벽(multiwall, MW 그림 1의 下右), 다발(rope, 그림 1의 下左) 등의 다양한 구조가 있다. 또한 감긴 형태에 따라 도체, 반도체의 성질을 띠며 직경에 따라 에너지갭이 달라지고, 준 일차원적 구조를 가지고 있어 특이한 양자효과를 나타낸다. 유지범, 「탄소나노튜브 성장기술」, 주승기 외, 『나노테크놀러지』, 서울대학교출판부, 2002, p.106 이러한 CNT의 성질을 이용하여 반도체를 만들 수 있다. 그리고 이러한 것이 대량생산화 된다면 그 때 나오는 반도체는 현재 나오고 있는 실리콘 반도체와는 비교가 안 될 정도로 고집적, 고성능의 반도체가 나오게 될 것이다.