[신기술 소개] NIMS, 탄소원자층 1층의 시트를 사용하여 결합 양자점 소자를 실현

32 공업화학 전망, 제12권 제5호, 2009

다. 神戶製銅所측은 먼저 50 kW급의 발전능력을 지니고 있는 집합주택용 연료전지에 이용하는 것을 고려하고 있으며, 연료전지 자동차 보급계획에 맞춰 인프라 정비에도 역할을 수행할 것으로 기대하고 있다. 실용화에 대해서는 일본 환경성의 협조를 얻어 3년 정도에 걸쳐 대형 설비에 실 험을 실시할 계획도 가지고 있다.

출처: 일본경제신문

남 상 철 (GS나노텍 주식회사)

일본 도요타사의 하이브리드자동차 기술

일본 도요타자동차는 컴팩트카급의 하이브리드 자동차를 2011년에도 생산 판매할 것이라고 최 근 보도하였다. 도요타는 이것으로 1천 수백만엔대의 고급세단으로부터 100만엔대의 컴팩트급까 지 전체의 차종에서 하이브리드 자동차를 생산하게 된다. 도요타는 친환경자동차인 ‘Eco-car'의 주역으로 자리매김하기 위해 다양한 형태의 전기자동차 기술개발 및 대규모 하이브리드자동차 생산라인을 구축하는 전략을 수립하고 있다. 이번에 새로 판매하는 하이브리드카는 컴팩트카 ‘비 츠'의 엔진과 차대를 이용한 것으로, 탑재되는 하이브리드 시스템은 기존의 프리우스보다 소형으 로 안전하게 제작되었다. 연비성능은 프리우스의 38 km/L를 상회하며, 40 km/L를 목표로 하고 있다. 가격은 프리우스의 205만엔에 비해 150만엔 전후로 예상하고 있다. 도요타는 2010년말에

‘비츠’의 차기모델을 생산개시 1년 후인 11년 말에도 생산할 예정이다. 일본 국내뿐만 아니라 프 랑스공장에서도 생산하여 구주시장으로의 시장진출도 생각하고 있다. 도요타는 97년에 초기 프리 우스를 발매하여 그 후 렉서스, 미니밴, SUV 등 대형차 위주의 하이브리드차를 생산하여 왔으며, 지속적으로 하이브리드 시스템의 소형화와 저가격화에 초점을 맞추어 3세대 프리우스 모델에서 는 구형보다 약 30만엔 정도 가격을 절감하는데 성공하였다. 이정도 가격이면 기존 가솔린차와도 경합이 가능해진 것이다.

출처: 조일신문

남 상 철 (GS나노텍 주식회사)

NIMS, 탄소원자층 1층의 시트를 사용하여 결합 양자점 소자를 실현

일본 물질⋅재료연구기구(NIMS) 국제 나노아키텍토닉스 연구거점 모리야마 사토시(森山悟士) 등은 이화학연구소(RIKEN)의 이시바시 코지(石橋幸治) 등과 공동으로 탄소원자가 벌집모양으로 늘어선 원자층 1층의 시트(이하, 그래핀(graphene))를 이용하여 2개의 양자점을 결합시킨 2중결 합양자점 소자를 제작하는 데 성공했다.

본 연구에서는 그래핀이 3층(두께 약 1 nm)로부터 이루어진 그래핀 시트에 대해 전자선 빔 리

KIC News, Volume 12, No. 5, 2009 33

소그라피와 반응성 이온 에칭 기술을 이용하여 시트를 직접 가공함으로써, 전자를 가두는 2개의 근접한 양자점과 전기전도를 제어하는 전극 등의 디바이스 구조를 모두 1장의 그래핀 시트에 제 작했다. 그리고 양자점 중에 전자가 1개씩 들어가는 단일전자 디바이스 동작의 실증과 2개의 양 자점간의 전자 결합을 그래핀 게이트 전극에 의해 변화시키는 데 성공하여 가장 기본적인 집적 화 나노 디바이스인 결합 양자점 소자를 실현하였다.

양자점은 단전자 소자 및 양자 비트의 기본구조로, 본 연구에 의해 새로운 탄소 재료에 의한 집적화 나노 디바이스 개발 가능성이 보여짐으로써 그래핀 재료를 채용한 단전자 일렉트로닉스 나 양자 컴퓨터 등 ‘Beyond CMOS’라 불리는 신기능 나노 일렉트로닉스의 디바이스 개발이 진전 될 것으로 기대된다.

Figure 1. 제작된 그래핀 결합 양자점 소자 구조의 전자현미경사진(짙은 회색의 부분이 그래핀 시트이며, 엷은 회색의 부분이 나노 미세가공 프로세스에 의해 그래핀 시트를 깎아 낸 부분).

출처: NIMS 2009.07.10(www.nims.go.jp) 소 대 섭 (KISTI)

교토대 외, 높은 프로톤 전도성을 나타내는 다공성 고체 전해질 합성에 성공

쿄토대학(京都大學)과 과학기술진흥기구(JST) 연구그룹은 가나자와대학(金澤大學)과 협력하여 고체 중에 규칙적인 나노 세공을 만들고 그 안에 프로톤(proton)을 갖는 유기분자를 규칙적으로 배치함으로써, 습도 0, 온도 100 ℃ 이상의 환경에서 높은 전도성을 보이는 연료전지용의 고체 전 해질을 합성하는 데 성공했다. 또한 핵자기공명(NMR) 측정을 이용하여 전도 메커니즘을 해석하 는 데도 성공했다.

쿄토대학 물질-세포통합 시스템거점(iCeMS)의 기타가와 스스무(北川進), JST 전략적 창조연 구추진사업 ERATO형 연구 ‘기타가와(北川) 통합 세공 프로젝트’의 Bureekaew Sareeya 연구원,