DNA기반 최소형 반도체 제작성공

현재 상용화중인 20나노급 반도체보다 100배 가량 많은 용량을 저장할 수 있는 DNA 기반의 초소형 반도체 제작 기술이 개발됐다.

KAIST 생명화학공학과 박현규 교수 연구팀은 생체분자인 DNA를 이용해 초소형 반도체를 제작할 수 있는 원천기술을 개발하는데 성공했다고 18일 밝혔다.

현재는 실리콘 기반의 반도체 소자가 사용되고 있지만 집적도를 높이는데 한계가 있어 생체분자를 이용한 연구가 활발히 진행되고 있다.

연구팀은 생체 DNA 물질을 디지털 회로에서 사용되는 논리게이트와 같은 역할을 하도록 입력신호로 사용해 고리 모양의 DNA가 열리거나 닫히도록 만들었다. 이 때 고리모양의 DNA가 열리며 형광신호가 증가하고 닫힌 상태에서는 형광신호가 감소해 이 같은 형광신호의 변화를 출력신호로 사용했다.

이를 통해 제한적인 시스템만을 구현하는 기존의 논리게이트의 문제점을 극복, 8가지 모든 논리게이트를 만들어 내는데 성공해 반도체 기술로 적용할 수 있도록 했다.

아울러 각각의 논리게이트의 연결을 통한 다중 논리게이트와 논리게이트의 재생성을 보여주는데도 성공했다.

연구팀은 굵기가 2㎚정도로 가는 DNA 물질을 이용하면 현재 상용단계에 들어선 10㎚급의 실리콘 기반 반도체보다 집적도를 획기적으로 높일 수 있을 것으로 기대하고 있다.

이 연구결과는 나노분야의 세계적 학술지 `스몰(small) 7월호' 표지논문으로 실렸다.

박 교수는 "2㎚의 굵기를 가진 DNA를 기반으로 반도체를 개발하면 우표 크기의 메모리 반도체에 고화질 영화 1000편을 저장하는 등 현재 상용화되고 있는 20㎚급 반도체보다 100배의 용량을 담을 수 있게 된다"면서 "앞으로 저렴하면서 집적도가 높은 바이오 전자기기를 개발할 수 있을 것"이라고 말했다.

대전=이준기기자 bongchu@