아주대학교 안영환(사진) 교수팀이 세계 최초로 ‘초고속 광전 현미경’을 개발해 탄소나노튜브, 실리콘나노와이어와 같은 1차원 나노소자 내의 전하 움직임을 포착, 기록하는데 성공했다.

컴퓨터를 비롯한 전자기기를 구성하는 반도체 소자(트랜지스터, 다이오드 등)는 전하의 흐름을 기초로 하고 있지만 그 속도가 빛의 백분의 일 수준에 이를 정도로 빨라 자체 속도는 물론 고주파 응답 특성을 알아내는데도 어려움을 겪어왔다.

이 문제를 해결하기 위해 안 교수팀은 이번 연구에 과거 자체 개발했던 ‘나노 광전류 현미경’에 펨토초(1천조분의 1초) 레이저 기반의 분광학 기술을 접목시켜 새로운 기능의 초고속 광전 현미경을 개발했다.이 현미경으로 나노 크기의 반도체 소자에서 전하 움직임을 펨토초 시간 단위로 관측해낸 것.

안영환 교수는 “전하의 움직이는 속도와 반도체 내의 통과시간 등을 정확히 측정해 GHz 수준에 머무르고 있는 컴퓨터 속도를 THz 수준으로 발전시키기는 연구에 밑거름이 될 것”이라고 말했다. 한편 이번 연구결과는 나노과학 분야의 세계적 학술지인 ‘ACS NANO’ 온라인판에 지난 10월 게재됐다.

/정재훈기자 jjh2@