지금보다 더욱 얇고 작으면서도 질적으로는 더 우수한 나노소자를 설계·생산·구동할 수 있는 기반 기술이 확보됐다.
한양대 신소재공학부 장재일·박원일 교수팀은 지금까지 보고된 연구 중 가장 다양한 크기의 나노선에 대한 실험을 수행, 나노선의 기계적 물성을 가장 정확하게 측정할 수 있는 기술을 개발하고 기계적 물성에 미치는 나노선의 크기 효과를 체계적으로 정립하는 데 성공했다고 20일 밝혔다.
한국과학기술연구원(KIST)의 최인석 박사도 참여한 이번 연구결과는 재료공학 분야에서 권위 있는 학술지인 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼스’ 1월호에 게재됐다.
나노구조체라는 나노미터(nm·10억분의 1m) 크기를 가지는 구조체로, 대표적으로 0차원 나노구조체인 양자점(quantum dot), 1차원 나노구조체인 나노선(nanowire), 2차원 나노구조체인 그래핀(graphene) 등이 있다.
지금까지 전 세계적으로 나노구조체의 기계적 물성을 평가할 수 있는 방법을 찾기 위해 다각도로 연구해 왔지만, 물성 값 도출에 큰 오차를 보였고 이에 따라 결과 해석에서도 큰 이견을 보였다.
연구진은 나노역학 시험법으로 주목받고 있는 원자힘현미경(AFM) 굽힘 시험과 나노압입(Nanoindentation) 시험을 동시에 실시해 실리콘 나노선의 기계적 물성을 평가했다.
또한 다양한 시험조건과 분석 방법을 통해 얻은 결과를 바탕으로 나노선의 기계적 물성을 가장 정확하게 측정할 수 있는 방법을 제시했다.
장 교수는 “나노선의 기계적 물성 평가 방법을 정립함으로써 나노선에 기반한 차세대 나노소자의 신뢰성 확보에 한층 더 다가설 수 있게 됐다”고 말했다./kueigo@fnnews.com김태호기자
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