부산대 연구팀, 'DNA 리소그래피' 이용 전자소자 제작

부산대학교(총장직무대리 안홍배)는 최근 부산대와 미국 조지아공대 등 국내외 연구진이 'DNA 리소그래피' 공정방법을 이용해 고성능 그래핀 나노리본 트랜지스터 구현 가능을 세계 최초로 입증했다고 12일 밝혔다.

이번 연구 결과는 나노기술 분야 세계적 권위를 가진 학술지 '나노 레터스' 12월 최신호에 게재됐다.

국제공동연구는 부산대 광메카트로닉스공학과 홍석원 교수와 인지메카트로닉스공학과 강석희 박사과정생이 주도했으며, 재료공학부 권세훈 교수와 한국항공대 황완식 교수, 미국 조지아공대 지퀀 린 교수 등이 참여했다.

또한, 교육부와 한국연구재단의 '일반연구자지원사업' 지원을 받아 이뤄졌다.

연구팀이 실험에 이용한 '그래핀'은 눈에 보이지 않을 정도의 얇고 열전도율, 강도 등 물리적 특성이 뛰어난 차세대 전자소자다.

특히, '그래핀 나노리본 구조체'는 우수한 전기적 특성으로 반도체 트랜지스터에 활용되는 등 실리콘을 대체할 물질로 각광받고 있다.

연구팀은 바이오 고분자 물질 'DNA'를 대면적 기판에서 단면 지름이 1나노미터 정도의 극미세선인 '나노와이어' 형태로 정렬시킬 수 있는 새로운 공정기술을 떠올렸다.


또한, 그래핀 기판에 DNA 나노와이어 어레이를 형성해 전사패턴으로 활용해 매우 빠르고 간단한 대면적 그래핀 나노리본 제작을 밝혀냈다.

더불어 연구진은 다양한 계면물질과 결합이 가능한 DNA의 특성과 자연계에 존재하는 '자기조립' 현상을 결합해 고성능 그래핀 트랜지스터 제작을 실현했다.

홍석원 교수는 "이번 연구는 그동안 생체물질로 여겨지던 나노 크기의 고분자 소재인 DNA를 반도체 제작 공정에 적용시킨 사례로 '자기조립'이라는 자연계의 원리에서 영감을 받아 오랜 기간 긴밀한 융합연구를 통해 이룬 성과다"고 말했다.

그는 이어 "저비용·고성능 그래핀 나노리본 트랜지스터를 손쉽게 만들 수 있는 공정으로 향후 다양한 웨어러블 및 플렉서블 기기 제작에 활용될 수 있을 것으로 기대한다"고 덧붙였다.

부산대 강석희 홍석원 권세훈