용어사전

원자선

[surface atomic wires]

원자선은 진공상태에서 실리콘 표면에 1~2㎚로 형성되는 금속선이다. 선폭이 원자 1~3개에 불과해 원자선이란 이름이 붙었다.
원자선 연구는 1999년 당시 도쿄대 조교수이던 염한웅 기초과학연구원(IBS) 원자제어저차원전자계연구단장(포스텍 교수)이 원자선이 가진 성질을 밝히면서 본격적으로 시작됐다. 염 단장은 당시 금속 원자선이 실온에서는 금속처럼 전기를 통하지만, 온도를 낮추면 전기가 통하지 않는 비금속처럼 된다는 ‘상전이 현상’을 발견해 국제학술지 ‘피지컬 리뷰 레터스’에 발표했다.

이후 각국 연구진은 금, 인듐, 이리듐과 같은 금속을 이용해 원자선을 만들고 이 현상의 구체적 원인을 밝히는 연구에 뛰어들었다. 원자선의 성질도 속속 밝혀지고 있다. 원자선에 불순물을 넣으면 전자 움직임을 조절할 수 있다는 사실이 규명됐다. 염 단장 연구진은 2008년 선폭이 세계에서 가장 가는 금 나노선을 개발하는 데 성공하기도 했다.

원자선은 반도체 선폭 문제를 해결하고 전기 소모도 획기적으로 줄일 수 있다는 사실도 알려졌다. 원자선을 이용해 전자 하나로 1비트(bit)를 처리하는 전선과 소자를 만들면 발열과 전력 소모를 모두 줄인 초소형 전자기기를 생산할 수 있다.