직경 몇 나노미터~몇 십 나노미터의 미세한 ‘나노입자’의 연구개발이 국내외에서 활발하다. 하드디스크나 디스플레이, 전지 등의 고성능화로 이어지리라는 기대가 크다. 東芝의 연구개발센터 주임연구원, 松井 攻은 나노입자의 크기와 형상, 배열방법을 자유자재로 제어하는 기술을 개발했다. 나노입자의 연구개발에 착수한 것은 1999년. 東芝가 범용 DRAM(기억유지동작이 필요한 수시 기입판독 메모리)의 생산축소에 나서기 시작한 것이 계기였다. 모토롤라와 공동출자로 설립한 반도체 생산회사로부터도 완전 철수. 松井은 당시, 반도체의 원료대비 제품생산비율을 낮추는 미세한 먼지 문제에 매달려 있었는데, 망연자실했다. 반도체는 직경 몇 마이크로미터의 미립자가 칩 위에 하나 떨어져도 불량품이 된다. 특수한 가스로 세정하지만 그 과정에서도 몇 십 나노~몇 백 나노미터의 미립자가 발생하여 성능을 저하시켜 버린다. 미립자가 발생하는 조건을 찾고 있던 松井는 이 테마를 어떻게든 지속시켜 나가기 위해 고민했다. 당시는 나노테크놀로지(초미세 기술)가 각광을 받기 조금 전으로 東芝도 기초연구의 일환으로서 나노케트에 매달리지 시작, 반도체 프로세스 해석이 전문이었던 松井에게 러브콜이 왔다. “쓸모없는 먼지라도 제대로 정렬시키면 뭔가가 되지 않을까?”하고 松井는 필사적으로 지혜를 짜냈다. 2001년 3월부터 經濟産業省과 新에너지·산업기술종합개발기구(NEDO)의 지원도 받아, 나노입자 연구에 들어갔다. 5년간의 프로젝트의 목표는 형상제어기술과 배열기술을 개발하고 실용화하는 것이었다. 성막기술의 조건을 바꾸면 미립자도 만들 수 있다는 것에 주목, 반도체의 성막 프로세스에서 사용하는 플라즈마 화학기상성장법(CVD)의 개량을 추진했다. 반도체 세정으로 기른 가스의 유체제어기술을 조합시켜 나노입자를 응집시키지 않고 효율적으로 만드는데 성공했다. ‘시선을 조금만 바꾸면 새로운 것을 만들 수 있다’고 松井는 당시를 회상한다. 나노입자의 응용범위는 넓다. 자성체의 나노입자를 늘어놓으면 하드디스크의 기억용량을 현재의 약 100배인 1평방인치(약 6.5평방센티)당 1테라(테라는 1조)비트로 높일 수 있다. 松井는 “2010년쯤에 실용화를 계획한다”며 기술의 고도화에 힘을 쏟고 있다. 발광소자를 늘어놓으면 슬림형 디스플레이나 저소비 전력의 조명기기도 만들 수 있다. 전지의 전극에 응용하면 고효율적인 리튬이온 전지와 연료전지 등으로도 이어갈 수 있다고 한다. “먼지문제처럼 뭔가를 만들지 않기 위한 연구보다 새로운 것을 만들어내는 연구 쪽이 솔직히 재미있다”고 연구에 열을 올린다. 東芝는 디스플레이나 기록장치 등의 영상분야를 앞으로의 사업전개의 중핵에 둘 방침이다. 범용 DRAM의 생산축소·철수라는 전기로 시작된 연구개발이 차세대의 신규사업으로 이어지도록 松井의 분투는 계속된다. (NK)