d라이브러리

자연계에 존재하는 원자는 모두 원자핵과 전자로 이뤄져 있다. 그렇지만 원자핵이 없는 ‘인공원자’가 일본전신전화주식회사(NTT) 기초연구소에서 만들어졌다.

이 인공원자는 핵이 없어도 전자의 궤도나 전자수에 의해 결정되는 원자번호가 현실의 원자(예를 들면 전자 1개는 수소)와 유사하다.

반도체는 전자를 1만-10만개 단위로 제어한다. 기술이 나아지면서 반도체의 크기도 작아졌지만, 더 작아지려면 전자 1-2개를 식별하고 움직일 수 있어야 한다. 그러려면 전자 1-2개만 들어갈 수밖에 없는 상태를 만들어야만 한다.

전자는 음전기를 가지고 있기 때문에 보통의 원자에서는 양전기를 띠는 원자핵이 전자를 끌어당김으로써 작은 공간에 묶어두는 역할을 한다. 그러나 인공원자의 경우 반도체가 원자핵과 같은 역할을 한다.

인공원자는 매우 작은 반도체의 디스크(사진)를 이용해 만든다. 이 디스크 가운데에는 50-1백개의 전자가 들어간다. 그러나 몇개의 전자가 들어가는지는 직접 알 수 없다. 다만 전압을 이용해 가운데에 들어간 전자수를 산출해낼 수 있다.

디스크에 전압을 걸면 원하는 만큼의 전자를 자유롭게 넣을 수 있다. 지금까지는 1-40개의 전자를 넣은 인공원자가 만들어졌다. 앞으로 인공원자의 목표는 전자 1백만개가 들어가는 높은 밀도, 즉 높은 메모리를 만드는 것이다.