전자의 궤도 신세대 소자 실현에 길
  高에너지가속기연구機構의 久保田正人 조교 등은 강력 X선으로 원자 주우를 도는 전자의 궤도 모양을 관측하는 기술을 개발했다. 전하나 자석의 방향 대신에 전자 궤도의 형상변화를 정보처리 수단으로 사용하는 신세대 소자의 실현에 길을 여는 성과.
  X선은 물질을 구성하는 원자의 입체배치 관측에 사용하는데, 원자 주위를 구름처럼 휘감아서 튀는 전자 궤도의 형태에 대한 정보도 동시에 얻을 수 있다. 단, 얻어진 신호의 강도는 원자의 위치정보 신호에 비해 매우 약해서 그대로는 잡음에 묻혀서 읽을 수 없다.
  久保田조교 등은 대형방사광 시설 SPring-8이 만들어내는 강력한 X선을 이용함과 동시에 얻어진 신호 속에서 전자궤도의 형상을 그려내는데 성공했다.
  실험에 사용한 것은 온도가 높아지면 금속처럼 전기가 통하고, 온도가 낮아지면 절연체처럼 되는 루테늄 산화물. 새 방법으로 조사한 결과, 금속상태에서는 루테늄 원자의 전자궤도는 무질서한 상태였으나, 절연체 상태에서는 네잎클로버와 비슷한 모양으로 바뀐다는 것을 밝혀냈다.
 전자궤도의 모양은 물질이 가진 전기나 자기, 광학적인 특성에 영향을 미치는데, 직접 관측할 수 없었으므로 자세한 관계는 잘 알려져 있지 않다. 새 제법으로 각종 물질의 전자궤도 모양이 판명되면 원하는 기능을 가진 물질의 설계와 합성에 도움이 된다. 소자의 새로운 동작원리의 개발로도 이어질 가능성이 있다. (일경산업)

ETC의 오작동 방지하는
전파 흡수체 발매
  技硏興業의 자회사인 선테크노스(東京 . ?谷)는 고속도로 등의 자동요금징수시스템(ETC)의 오작동을 막는 전파흡수체를 神島化學工業과 공동 개발했다. 작년 8월부터 판매하고 있다. 오피스 내 무선 LAN(구내정보통신망)의 전파 혼선방지기술을 전용, 상품의 라이업을 넓힌다.
  神島化學工業과 공동 개발한 전파흡수체는 고속도로의 요금소 게이트 사이에 붙여서 5.8기가헬츠 파장의 전파를 흡수하게 한다. 고속도로의 요금소 게이트에 설치된 ETC로부터 발사된 5.8기가헬츠 파장의 전파가 자동차의 본넷이나 지붕에 난반사하여 옆 게이트의 시스템을 오작동시키는 것을 방지한다.
  정체 시는 게이트에서 발사하는 전파가 닿는 범위에 복수의 차량이 대기하고 있는 경우가 많다. 따라서 옆 게이트의 ETC가 오작동, 정확하게 요금이 수수되지 않거나 반대로 요금을 수수했는데도 불구하고 게이트의 바가 열리지 않는 등 차량 충돌의 위험성이 있었다.
  ETC용 전파흡수체는 고밀도 규산칼슘제로 불연성을 실현. 두께는 16-17밀리미터로 얇기 때문에 볼트 하나로 게이트에 부착할 수 있다. 가격은 1평방미터 당 약 4만 엔. 첫해 판매목표는 5천만 엔.
  技硏興業과 선테크노스는 오피스용으로는 두께 2밀리미터의 전파흡수체를 판매하고 있다. 무선 LAN을 도입한 기업이 고민하는 전파혼선의 문제를 해결해 온 실적이 있다. (일경산업)

방사선 . 초음파 조사에 의한 금 . 자성산화철 복합 나노입자 개발
  최근, 세포 . 항체 . 단백질 . 핵산 등의 생체분자의 분리법으로서 자성입자(주로 산화철 입자)를 이용한 자기분리가 주목을 받아 이미 시판제품이 유통되고 있다. 그러나 생체분자와 결합시키려면 목적 분자에 맞춰 폴리머 등의 특정 링커 화합물을 자성입자 표면에 가공해야 하여 범용성에 문제가 있다. 한편, 금나노입자는 메르카프트기(基)와 스루피드기(基) 등의 유황원자를 매개로 해서 단백질이나 핵상 등의 생체분자를 간단하면서 강하게 결합시킬 수 있고 도 응집상태에 따라서 콜로이드 용액의 색조가 변화한다는 특징을 갖기 때문에 바이오 분야에서 각광을 받고 있다. 그러나 금나노입자를 사용하면 쉽게 생체분자의 검출은 가능하지만 분리회수조작이 어렵다는 결점이 있다. 자성입자와 금을 나노레벨에서 결합시킨 복합나노입자는 이 둘의 장점을 아울러 가지고 있는데, 즉 메르카프트기와 스루피드기를 가진 생체분자를 자기로 신속하게 분리 . 이동시킬 수 있는 새 재료로서 사용할 수 있다.
  필자 등은 산화철 나노입자를 분리시킨 금이온 용액에 방사선 또는 초음파를 조사함으로써 산화철 표면에 몇 ㎚의 금입자를 담지시키는 기술을 개발했다. 금과 산화철이 나노레벨에서 복합화한 이 자성입자에 따르면 입자와 단백질,  DNA등의 생체분자를 수용액 속에서 혼합하는 것만으로 자성입자 위의 고정이 가능해진다. 실제로 메르카프트기를 수식한 올리고 DNA와 유호아을 포함하는 아미노산(시스테인, 메티오닌)과 트리펩티드인 글루타티온(GSH)를 물 속에서 이 입자에 흡착시키고, 자기로 유도 . 분리할 수 있다는 것을 확인하였고, 그 분리 효율은 시판되는 자기 비즈에 비해 1 ~ 2 자릿수 높은 값이 된다는 것을 알았다. 또 복잡하고 유해한 계면활성제를 사용하지 않고, 게다가 금과 산화철이라는 생체적합성이 좋은 재료만으로 구성되므로 자기유도 드랙딜리버리 담체로 대표되는 생체 내에 도입할 수 있는 입자로서 치료 . 진단에 대한 응용도 기대된다.
  또한 이 방사선과 초음파 조사에 의한 담지방법은 금과 산화철의 조합뿐 아니라, Pt, Pd, Ag, Rh등의 귀금속 나노입자를 TiO2, ZrO2, ZnO, CeO2등의 세라믹스 나노입자 표면에 결합시킬 수 있으므로 바이오 분야뿐 아니라 촉매 등 여러 분야의 재료합성에 응용이 가능하다.
  또한 이 기술개발의 일부는 NEDO산업기술연구조성의 지원을 받아 얻어진 성과이다. (CJ)

실리콘으로 양자 비트 개발
유지시간 2자릿수 길게
  日立유럽社의 日立캠브리지연구소는 영국의 캠브리지 대학과 공동으로 실리콘으로 최초로 양자계산기의 최소단위인 양자비트를 개발했다. 실리콘에 의한 2중 결합양자 도트로 실현한 것인데, 배선을 없애는 구조 등으로 종래의 화합물 반도체 등과 비교해서 양자상태를 유지할 수 있는 코히렌스 시간을 200나노초로 2자릿수 길게 만들 수 있었다. 집적화에도 적합하게 구조를 개발했기 때문에 실리콘 프로세스를 이용한 양자계산기에 한 걸음 다가갈 수 있게 된다.
  시작한 실리콘 양자비트는 산화막 매입 기판(SOI)를 이용하여 개발했다. 2중양자비트는 표주박 모양으로 그 잘록한 장벽을 넘어서 자유롭게 전자가 왔다 갔다 할 수 있도록 외부의 게이트로 제어했다.
  모든 전자상태의 초기화나 겹침, 읽기는 이들 전계를 매개로 한 게이트로 제어할 수 있도록 했다. 따라서 배선으로 연결된 경우와 비교해서 비접촉이므로 코히렌스 시간을 길게 할 수 있었다. 그 사이에 기가헬츠대의 제어 펄스를 더하면 1만 번의 양자연산은 가능하게 될 것이라는 계산이라고 한다.
  이 표주박 모양의 이중양자도트를 평면적으로 늘어놓음으로써 배선 없이 용량결합만으로 상호의 뒤엉킴 등의 양자계산을 하는 집적이 가능하다고 한다. 1년 후에는 두 개의 중합결합양자도트를 늘어놓아 뒤엉킴 등의 연산이 가능한 제어 NOT게이트를 실현시킬 계획이다. (NK)

<본 사이트에는 일부 생략 되었습니다. 더 많은 정보는 월간세라믹스 2006년 7월호 참조바랍니다.>