북, 이전보다 높은 수준의 첨단나노측정설비 주사터널링현미경 제작

박한균 기자 | 기사입력 2020/12/21 [15:32]

북, 이전보다 높은 수준의 첨단나노측정설비 주사터널링현미경 제작

박한균 기자 | 입력 : 2020/12/21 [15:32]

최근 북이 높은 수준의 ‘첨단나노측정설비인 주사굴(터널링)현미경’을 연구 제작했다고 조선중앙통신이 20일 보도했다.

 

조선중앙통신은 “우리나라의 국가과학원에서 높은 수준의 주사굴현미경을 연구 제작하였다”라며 “이 주사굴현미경은 그 기술적 특성 지표들이 지금까지 우리나라에서 연구 제작된 주사굴현미경들 가운데서 가장 높은 수준의 첨단나노측정설비이다”라고 주장했다.

 

통신은 “주사굴현미경이 연구 제작됨으로써 나노기술연구와 나노기술제품개발을 위한 사업을 보다 활기 있게 벌여 나갈 수 있는 또 하나의 물질기술적토대가 마련되었다”라고 평가했다.

 

앞서 북은 2010년에 주사터널링현미경을 연구 제작했다.

 

재일본조선인총연합회 기관지 조선신보는 2010년 3월 25일 ‘주사굴현미경’을 연구·제작함으로써 북에서 나노기술연구와 나노기술제품개발의 돌파구가 열렸다고 보도한 바 있다.

 

곽동기 카이스트 공학박사는 당시  주사터널링현미경에 대해 “주사터널링현미경을 제작하기 위해서는 매우 미세한 전류에 반응하고 이를 정확하게 증폭시켜줄 수 있는 회로소자가 개발되어야 한다”라고 말했다.

 

곽동기 박사는 “대체로 터널링 전류(tunneling current)는 원자단위에서 흐르는 전류이기 때문에 1나노암페어보다도 낮은 매우 작은 값을 갖는다”라며 “이를 정확히 증폭시키는 것은 상당 수준의 회로소자기술이 뒷받침되지 않고서는 불가능하다”라고 강조했다.

 

곽동기 박사의 설명에 따르면 주사터널링(STM, Scanning Tunneling Microscope)은 전자현미경과 달리 전자의 양자역학적 성질을 이용한 것이다. 질량이 매우 작은 전자와 같은 입자들은 파동의 성질이 함께 나타나므로 매우 얇은 간격에서는 격벽을 뚫고 통과하게 된다. 이를 터널링(tunneling) 현상이라 하고 전자가 터널링 되는 정도를 터널링 전류로 측정할 수 있다. 즉, 시료와 탐침의 거리가 가까우면 터널링 전류가 많이 흐르고 거리가 멀면 작게 흐르는 것이다. 실제로 터널링 전류는 원자층에 가까운 0.1nm 수준의 거리 차이에서도 전류 값이 10배씩 변화하므로 매우 미세한 영상을 자동으로 구현할 수 있는 탁월한 방법이다.

 

일반적인 광학현미경은 빛을 이용하기 때문에 아무리 성능이 우수해도 가시광선의 파장에 해당하는 400~700나노미터, 대략 0.4-0.7마이크로미터보다 작은 사물은 분간할 수 없는 한계를 가지게 된다.

 

그래서 과학자들은 이보다 더 작은 사물을 보기 위해 파장을 매우 작게 줄일 수 있는 전자빔을 이용하기도 하는데 그것이 바로 전자현미경이다.

 

전자현미경을 이용할 경우, 광학현미경의 한계를 뛰어넘어 0.001마이크로미터 상의 사물까지도 볼 수 있으며 경우에 따라서는 원자단위 구조까지 살펴볼 수 있다.

 

한편 곽동기 박사는 “STM은 일반 현미경의 한계를 뛰어넘어 매우 작은 미세입자의 형태를 분석할 수 있는 탁월한 기술이다”라며 “한 마디로 인간에게 원자의 모양을 처음으로 알려준 기술이라 할 수 있다”라고 설명했다.

 

그러면서 “이 기술 방법이 처음 알려진 것이 1970년대 후반인데 1985년에 IBM 연구소, AT&T 연구소 등 세계 주요과학연구소에서 연구 결과가 입증되자마자 장치 개발자들은 1986년에 노벨상을 받았다”라고 덧붙였다.

  • 도배방지 이미지

북바로알기 관련기사목록
광고
광고
광고
광고
광고