제 목 : 실리콘 위에서 분자 나노구조물의 자기 유도 성장

2001/02/20

나노 크기 세계에서 물질의 제조 과정은 새롭거나 개선된 성능을 가진 분자를 기초로 한 소형 성분의 현실화에 있어 중요하다. 캐나다 오타와에 있는 스테아시에 분자과학 연구소(Steacie Institute for Molecular Science)의 연구원들은 실리콘 표면 위에서 나노 크기의 구조물을 생산하는데 성공했다. 나노구조물이 자기 유도 성장 및 자발적으로 성장하기 위해서 STM(주사 터널링 현미경)의 팁(tip)으로 살짝 찔러줘야 한다.

연구원들은 깨끗한 실리콘-표면 전면에 수소가 붙여질 때까지 초 고진공 상태에서 원자핵 수소를 쪼여주었다. STM의 팁을 사용하여 실리콘과 결합하고 있는 수소 원자를 제거 시켰다. 이곳에서 스티렌(styrene; C8H8)과 자발적인 반응이 일어났다. 남아있는 라디칼은 이웃한 수소 원자를 제거하면서 연쇄 반응이 촉발 되었다.

그 결과 실리콘-표면과 결합되어 있는 스티렌 분자의 줄이 나타난다. 가장 긴 줄은 13nm에 이른다. 스티렌 분자의 페닐(phenyl) 고리는 그 사이의 간격이 0.4nm인데 그 간격은 표면 위의 2개 수소원자 사이의 거리와 대응된다. 이러한 고리들이 서로 수평을 이루는지는 말할 수 없다. 그러나 분자간 짝지움의 정도는 이러한 사슬들이 분자 전선으로서 기능을 수행할 정도가 되어야 한다.

그 공정은 또한 알킨(alkene), 알카인(alkyne)과 같은 다른 유기 분자에 수행될 수 있다. 이론적인 계산에서 실리콘 기질과 유사한 비등방성 표면이 이러한 형태의 반응에 상당히 적합한 것으로 나타났다.

정보출처 : http://www.stp-gateway.de/Archiv/archiv206-e.html