노벨상은 현대 정보통신의 눈부신 발전을 외면하지 못했다. 인터넷이나 위성으로 전세계를 하나로 엮은 정보통신기술의 기반은 고속화와 소형화. 10일 발표된 올해 노벨물리학상은 소형화의 선구자인 집적회로(IC)와, 고속화의 기반인 복합반도체를 개념화한 물리학자들에게 돌아갔다.잭 S 킬비는 집적회로를 개발한 이름난 공학자이며, 러시아 출신 조레프 알페로프는 복합반도체를 재료면에서, 독일 출신 허버트 크뢰머는 복합반도체를 구조면에서 처음 개발했다.
킬비는 1958년 텍사스인스트루먼트에서 처음 집적회로를 개발했다. 집적회로는 지금은 세탁기나 자동차부터 시작해 컴퓨터단층촬영이나 자기공명촬영기 같은 의료진단기, 우주탐사장비에 이르기까지 데이터를 모으고 제어하는 컴퓨터에는 모두 쓰인다.
모든 소자부품을 한 회로 안에 집적한 집적회로는 고속컴퓨터와 대용량 메모리반도체를 가능하게 했다. 집적회로는 1996년 1150억 달러의 시장규모를 형성할 정도로 세상은 바뀌었다.
알페로프와 크뢰머가 제시한 복합반도체란 서로 다른 재료를 다층적으로 쌓는 반도체 제조기술. 이 기술에 의해 만들어진 초고속 트랜지스터는 이동통신 기지국, 라디오 중계위성 등에 쓰인다. 인터넷 광통신에 쓰이는 레이저 다이오드, CD플레이어, 바코드 검색 등에m 범위하게 쓰인다.
1963년 크뢰머가 처음 복합반도체 개념을 제시했을 때만 해도 꽤 선진적인 개념이었으나 이제는 주류인 실리콘반도체기술을 넘볼 정도가 됐다. 정보통신 관련 노벨물리학상은 1947년 트랜지스터를 개발한 AT&T사 벨연구소 바빈 박사가 받은 적이 있다. /김희원기자 hee@hk.co.kr
■플라스틱은 전기가 안 통하지만 잘 만들면 전기가 통할 수 있다. 전기가 통하는 플라스틱은 소형 배터리, 정전기 방지 물질, 전기를 절약할 수 있는 전선 등을 만들 수 있다. 이러한 전도성 고분자를 발견, 개발한 것이 올해 노벨화학상 수상자들의 업적이었다.
아세틸렌을 여러 개 결합시켜 폴리아세틸렌이라는 고분자로 합성하는 데 성공한 시라카와 히데키 일본 쓰쿠바대 교수는 1970년대 미국 펜실베이니아대학의 앨런 맥디어미드 교수팀에 합류, 폴리아세틸렌에 요오드를 도핑하면 전기전도가 획기적으로 높아진다는 것을 알아냈다.
이들은 도쿄의 한 세미나에서 쉬는 시간에 잠시 이야기를 나눈 끝에 오늘의 수상까지 이어졌다. 시라카와는 실수로 촉매제를 과도하게 넣었다가 예기치 못한 연구성과를 얻었고 이를 맥디어미드에 털어놓았던 것. 화학자인 맥디어미드는 합성을 맡고 물리학자인 캘리포니아대학의 앨런 히거 교수는 그 물리적 현상을 측정하는 역할을 했다. 이들은 1977년 국제화학회지에 공동명의의 논문을 발표했다.
전도성 고분자는 화학뿐 아니라 물리 분야에도 지대한 영향을 끼쳐 사진 필름에 쓰이는 정전기 방지 물질, 컴퓨터스크린 보호기, 해가 비치면 어두워지는 스마트창문 등에 응용 개발되고 있다. 최근엔 반전도성 고분자도 개발돼 발광다 m오드, 태양전지, 소형TV스크린 등을 개발하는 연구가 진행되고 있다.
한국과학기술원 심홍구(沈弘求ㆍ화학과) 교수는 “최근 차세대 전지로 각광받고 있는 리튬폴리머 전지도 여기에 기반을 둔 것”이라며 “플라스틱은 금속보다 무게가 수십분의1이라는 점에서 전도성 고분자는 결국 금속을 대체하려는 꿈을 실현하는 연구”라고 의미를 설명했다.
/김희원기자 hee@hk.co.kr
기사 URL이 복사되었습니다.
댓글0