원자를 바꾸면 물질의 역할도 바뀔까요?

겉모양이 비슷한 물건도 재료가 다르면 쓰임이 달라집니다. 같은 모양의 컵이라도 종이와 유리로 만들었을 때 특징이 다르듯이요.

아주 작은 전자부품을 만드는 연구자들은 물질을 이루는 원자까지 살핍니다. 이번 소식은 필요한 재료를 다른 곳에서 가져다 붙이는 대신, 원래 물질의 일부를 바꾸는 방법을 다룹니다.

오늘의 한 줄

물질의 역할을 바꾸는 단서는 겉모양보다 더 작은 구성 안에 있을 수 있습니다.

오늘의 뉴스

과학기술정보통신부는 10월 16일 IBS 조문호 연구팀이 얇은 반도체 물질의 원하는 층과 위치에서 일부 원자를 바꾸는 제작 기술을 개발했다고 전했습니다. 공식 설명은 연구 결과가 같은 날 오전 3시, 한국 시간에 Science에 공개됐다고 밝혔습니다. 실험을 그날 하루에 했다는 뜻은 아닙니다.

연구진은 이셀레늄화텅스텐의 일부 셀레늄 원자를 산소·황·텔루륨으로 바꿔 전기적 역할이 다른 영역을 만들었습니다. 이를 이용한 트랜지스터도 구현했습니다. 약 0.7나노미터는 원자층 단위 가공 두께이며 완성 칩 전체의 크기가 아닙니다. 넓은 면적의 공정으로 발전시키는 일은 앞으로의 과제입니다.

아이에게는 이렇게 설명해 주세요

저학년에게는 “같은 모양이라도 재료가 달라지면 무엇이 달라질까?”라는 질문에서 시작해 주세요. 종이컵과 유리컵처럼 익숙한 물건의 차이를 말해보는 것으로 충분합니다.

고학년은 색종이로 만든 바닥 모형을 떠올릴 수 있습니다. 필요한 부분만 다른 조각으로 바꾸듯, 연구진은 특정 위치와 층을 골랐습니다. 다만 실제 연구는 원자와 화학반응을 다루며, 종이 색을 바꾸는 것과 같은 현상은 아닙니다.

전기가 흐르기만 하면 될까요?

트랜지스터를 이해할 때는 ‘작은 전기 스위치’를 떠올릴 수 있습니다. 스위치가 역할을 하려면 전류가 흐를 길뿐 아니라, 흐름을 조절하고 서로 구분해 주는 부분도 필요합니다.

연구가 던진 질문은 필요한 역할을 한 물질 안의 원하는 곳에 만들 수 있느냐는 것입니다. 다른 재료를 연결할 때 생기는 어려움을, 구성의 일부를 바꾸는 방법으로 풀어본 셈입니다.

이 소식으로 집의 컴퓨터가 바로 빨라진다고 말할 수는 없습니다. 연구에서 만든 작은 소자와 많은 제품을 안정적으로 만드는 공정 사이에는 확인해야 할 일이 남아 있습니다. iD News는 ‘더 작아졌다’는 숫자보다 어떤 제조 문제를 새롭게 풀었는지에 주목합니다.