나노튜브와 견(絹) 복합
도전성 높은 탄소소재 개발

전자기기제조의 시나노켄시(長野縣 丸子町, 사장 金子元昭)는 금속을 일체 포함하지 않는 카본나노튜브(통상탄소분자)와 견을 원료로 한 탄소재료의 복합분말을 개발했다. 전해 구리가루와 비슷한 높은 도전성을 가지면서 알칼리에도 강하고 금속산화도 없다. 연료전지의 전극 등에 대한 용도를 전망한다.
나노튜브는 도전성와 열전도성이 우수한 나노테크재료인데, 구리 등 금속과의 복합재의 경우는 부식이 잘 되고, 수지재료와의 복합재인 경우는 열전도성이 떨어지는 결점이 있었다.
견을 고온소성하여 만든 ‘카본실크’를 나노튜브와 혼합하여 복합가루를 만들었다. 실크용액에 초음파를 사용하여 나노튜브를 균일하게 분산하여 실현했다. 열전도성은 수지와의 복합재보다 10배 정도로 높아졌다. 개발센터의 淸水誠 기사장은 “배합비율을 연구하여 은에 가까운 도전성을 달성할 계획”이라고 밝혔다.   

(일경산업)

나노튜브 전자선으로 쉽게 절단하는 LSI용 배선기술 개발

NTT는 대표적인 나노테크놀로지(초미세기술)소재인 카본나노튜브(통상탄소분자)를 대규모 집적회로(LSI)의 미세배선에 사용할 기초기술을 개발했다. 나노튜브는 강도가 크기 때문에 절단이 어려웠으나, 전자선을 조사하면 쉽게 절단할 수 있다는 것을 밝혀냈다. 현재 구리배선의 한계라고 알려져 있는 선폭 몇 나노미터를 실현할 수 있어 장래의 반도체 제조 기반기술이 된다.
나노튜브는 굵기가 몇 나노미터로 극히 가늘어 구리보다도 전기가 잘 통한다. 따라서 반도체 소자끼리를 연결하는 배선용으로 주목되고 있는데, 강도가 구리선 이상으로 크기 때문에 배선 후에 남은 부분을 절단할 수 없는 등, 가공성이 낮다는 단점이 있었다.
신기술은 반도체의 미세가공에 사용하는 전자선 표화(描畵)장치를 사용, 약 백 볼트의 전압으로 발생시킨 전자선을 조사하여 나노튜브 배선을 절단한다. 지금까지 절단에는 10만 볼트 정도의 고전압이 필요하다고 알려져 왔는데, 조사한 후에 공기와 반응시키면 저전압의 전자선으로도 간단히 절단할 수 있다는 것을 밝혀냈다.
실험에서는 실리콘 기판 위에 등간격으로 늘어선 기둥들을 화학적인 방법으로 나노튜브로 묶고 전자선을 조사. 공기를 뿜으면 조사부분만이 떨어졌다. 전기적 특성을 조사하여 원하는 부분을 절단할 수 있다는 것을 확인했다.
나노튜브를 미소한 배선으로 사용하는 기술로서는 원자를 끌어당기는 ‘원자간력 현미경’이라고 하는 장치를 사용하여 나노튜브의 절단을 이동하는 기술이 고안되고 있다. 연구팀은 조각을 연결하여 배선하기보다는 긴 배선을 뒤에서부터 절단하는 쪽이 가공이 용이하다고 보고 있다.
앞으로 가공기술을 사용하여 실제로 LSI를 시작, 동작을 확인하는 연구에 들어간다.
현재의 구리 배선은 선폭 40나노미터의 차차세대 반도체까지는 전망이 서 있지만, 몇 나노미터가 되면 한계가 지적되고 있다. 나노튜브에는 미소한 분자가 자율적으로 늘어서는 ‘자기조직화’라고 하는 성질도 있어서 장래의 초고밀도 반도체의 배선기술로서 유망시되고 있다.        

  (일경산업)

2층 나노튜브로 시트 제작

信州대학공학부의 遠藤守信 교수 등은 2층구조의 카본나노튜브(통상탄소분자)로 고순도의 시트를 제작했다. 나노튜브 생성용 촉매와 온도조건을 연구하여 실현했다. 시트상 나노튜브는 액정 디스플레이의 백라이트나 연료전지 등으로 유망하다.
촉매는 나노미터 사이즈의 철을 주성분으로 몰리브덴을 보조적으로 넣었다. 섭씨 850도 전후의 온도에서 처리하여 순도를 높이는데 성공. 염산처리나 공기 중에서 산화시키면 2층구조의 나노튜브가 고밀도로 생성되었다.
시트는 직경 3센티, 두께 0.2밀리미터로 불순물을 거의 포함하지 않는다. 주로 외경 1.6나노미터와 1.43나노미터, 내경 0.91나노미터, 0.77나노미터의 나노튜브가 확인되었다.
2층구조의 나노튜브는 단층구조보다도 강도나 내열성이 우수하여 액정 디스플레이의 백라이트나 연료전지 등으로 범위가 확대된다. “안쪽과 바깥쪽을 금속이나 반도체 등 각기 다른 성질로 나눠 사용하는 일도 기대할 수 있다”(遠藤교수)고 한다.  

(일경산업)