미 NIST, 코발트 이용 초미세 발진기 개발

　단원자를 이용한 초미세 발진기가 등장, 고집적 반도체 메모리 개발의 새로운 돌파구를 열게 됐다.

　EE타임스 보도에 따르면 미 국립기술표준원(NIST)은 크리스탈 기판 위에 설치한 두개의 구리 원자 사이에 하나의 코발트 원자를 배치, 전하를 가한 결과 일정한 진동수를 유지하게 만드는 발진기를 만드는데 성공했다고 발표했다.

　코발트 원자의 진동 주파수는 두 구리 전극 사이의 전하량을 조절해서 자유로이 조절할 수 있다. 제이슨 크레인 NIST 수석과학자는 “단원자 발진기에 약 15밀리볼트(mV)의 임계전압을 흘리자 두 구리 원자 사이에 놓인 코발트 원자가 진동하기 시작했다”면서 “1나노앰프(nanoamp)의 전류에서는 약 20KHz의 진동수를 보였다”고 말했다.

　그는 또 이번 연구의 목적이 코발트 원자가 나노 구조안에서 어떻게 움직이는지 규명하는 것이었다고 설명했다.

　NIST 연구진은 터널링 노이즈 분광법이란 측정 방식을 이용해 코발트 원자의 진동 패턴을 분석했다.

　또 나노 단위의 구리 원자를 배열하고 끝부분에 코발트 원자를 놓기 위해 주사터널링현미경(STM)을 사용했다. 연구진은 현미경의 탐침을 갖다 대고 전류를 흘리자 코발트 원자가 구리 원자의 배열과 직각 혹은 45도 각도로 규칙적으로 진동했다고 밝혔다.

　연구진은 또 구리 원자의 숫자가 2개일 때 코발트 원자의 진동수가 가장 빠르고 5개 이상이면 진동을 멈추는 현상도 발견했다고 말했다.

　NIST는 다음 단계로 싱글 원자 발진기를 실제 반도체에 적용하도록 나노 단위의 회로를 만들 계획이다.

　제이슨 크레인은 “아직 수년의 연구가 더 필요하지만 원자 단위의 발진 기술은 반도체 소형화에 큰 도움을 줄 것”이라고 전망했다.

　배일한기자@전자신문, bailh@