머리카락 2만분의 1, 4나노미터…세계 최소형 크리스마스트리

네덜란드의 한 대학생이 세계에서 가장 작은 크리스마스트리를 선보였다. 21일(현지시간) 과학전문매체 ‘Phys.org’는 네덜란드 델프트공과대학교 학생 마우라 빌럼스가 4나노미터(㎚) 높이의 크리스마스트리를 만들었다고 전했다.

빌럼스는 결정격자(규칙적이고 주기적으로 배열되어 있는 3차원 격자)에서 분리해낸 51개 원자로 초소형 트리를 완성했다. 물질을 원자 단위로 관찰할 수 있는 ‘주사터널링현미경’(Scanning Tunneling Microscope, STM) 활용해 원자 하나하나의 위치를 개별적으로 조정했다.

완성된 트리 높이는 DNA 한 가닥보다 조금 굵은 4나노미터로, 머리카락을 2만개로 쪼갠 것과 비슷하다. 현재 반도체업계에서 가장 미세한 공정의 제품이 5나노미터 반도체칩이다. 미국 뉴욕의 명소 록펠러센터 앞에 설치된 크리스마스트리 높이가 23m인 것과 비교하면 그야말로 세계 최소형 크리스마스트리다.

지난해 캐나다 맥마스터대학교 연구팀이 선보인 크리스마스 장식은 1만 나노미터(10마이크로미터) 크기였다. 당시 맥마스터대 캐나다전자현미경센터 연구원 트라비스 카사그란데는 집속이온빔 현미경으로 실리콘을 잘라 집 모양을 만들었다. 머리카락 10분의 1 크기 생강과자집 모형에 대학과 연구소명을 새겨 넣은 것은 물론, 굴뚝과 창문, 캐나다 국기 무늬의 매트까지 사실감있게 표현해냈다.

연구원이 활용한 현미경 파장은 광학현미경 가시광선의 10만분의 1에 불과해 단일 원자 수준까지 들여다볼 수 있었던 것으로 알려졌다. 마치 모래분사기를 쏘듯 이온 빔을 비춰 초미세 조각 작품을 완성했다.


한편 델프트공과대학교 측은 “응용물리학과 마우라 빌럼스가 세계에서 가장 작은 크리스마스트리를 만들었다. 매년 이맘때 전 세계인들은 가장 큰 크리스마스트리를 만들기 위해 노력하지만, 빌럼스는 반대로 했다”고 밝혔다.

권윤희 기자 heeya@seoul.co.kr