KAIST연구팀, 2㎚ 굵기 이용 실리콘보다 집적도 향상
KAIST는 생명화학공학과 박현규 교수 연구팀이 생체 분자인 DNA를 이용해 초소형 반도체를 제작하는 기술을 개발했다고 18일 밝혔다.
현재는 실리콘 기반의 반도체 소자가 사용되고 있지만, 집적도를 높이는데 한계가 있어 생체 분자를 이용한 연구가 활발히 진행되고 있다.
연구팀은 굵기가 2㎚ 정도로 가는 DNA 물질을 이용하면 상용화 단계에 있는 10㎚(나노미터ㆍ10억분의 1m)급의 실리콘 기반 반도체보다 획기적으로 집적도를 높일 수 있다고 설명했다.
연구팀은 생체 DNA 물질을 디지털 회로에서 사용되는 논리게이트와 같은 역할을 하도록 입력신호로 사용해 고리모양의 DNA가 열리거나 닫히도록 만들었다. 논리게이트는 AND회로와 OR회로, NOT회로 등의 기본적인 논리회로이며 복잡한 연산을 하는 논리회로는 모두 이들 논리게이트의 조합으로 만들 수 있다.
이에 따라 고리모양 DNA가 열리면 형광신호가 증가하고, 닫힌 상태에서는 형광신호가 감소해 이 같은 신호의 변화를 출력 신호로 사용할 수 있다고 연구팀은 전했다.
박현규 교수는 "제한적인 시스템만을 구현하는 기존 논리게이트의 문제점을 극복해 8가지 형태의 모든 논리게이트를 구현하는데 성공했다"면서 "저렴하면서도 집적도가 높은 바이오 전자기기를 개발할 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다. 이번 연구결과는 나노 분야 세계적 학술지인 `스몰(Small)' 7월호 표지논문으로 실렸다.
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현재는 실리콘 기반의 반도체 소자가 사용되고 있지만, 집적도를 높이는데 한계가 있어 생체 분자를 이용한 연구가 활발히 진행되고 있다.
연구팀은 굵기가 2㎚ 정도로 가는 DNA 물질을 이용하면 상용화 단계에 있는 10㎚(나노미터ㆍ10억분의 1m)급의 실리콘 기반 반도체보다 획기적으로 집적도를 높일 수 있다고 설명했다.
연구팀은 생체 DNA 물질을 디지털 회로에서 사용되는 논리게이트와 같은 역할을 하도록 입력신호로 사용해 고리모양의 DNA가 열리거나 닫히도록 만들었다. 논리게이트는 AND회로와 OR회로, NOT회로 등의 기본적인 논리회로이며 복잡한 연산을 하는 논리회로는 모두 이들 논리게이트의 조합으로 만들 수 있다.
이에 따라 고리모양 DNA가 열리면 형광신호가 증가하고, 닫힌 상태에서는 형광신호가 감소해 이 같은 신호의 변화를 출력 신호로 사용할 수 있다고 연구팀은 전했다.
박현규 교수는 "제한적인 시스템만을 구현하는 기존 논리게이트의 문제점을 극복해 8가지 형태의 모든 논리게이트를 구현하는데 성공했다"면서 "저렴하면서도 집적도가 높은 바이오 전자기기를 개발할 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다. 이번 연구결과는 나노 분야 세계적 학술지인 `스몰(Small)' 7월호 표지논문으로 실렸다.
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