생글생글

과학과 놀자

원자에서 방출되는 빛은 전자기파 에너지…세상을 밝히는 빛, 물질과 우주의 신비도 알려준다

머리카락 굵기의 100억분의 1 정도 작은 크기인 원자핵은 어떤 모양일까? 400억 광년 거리에 있는 먼 우주의 별들은 나이가 얼마나 되고 어떤 물질로 이루어졌을까? 물질을 구성하는 기본 입자인 원자와 원자에서 방출되는 빛을 분석하면 이런 질문에 대한 해답을 얻을 수 있다. 최근에는 분석 기술 발달에 따라 플라스마나 동위원소 분석을 통한 핵융합과 원자력과 같은 거대과학에도 활용되고 있으며, 극초단 파장을 이용한 첨단 반도체 장비 개발에도 핵심 역할을 하고 있어 기초과학의 힘을 증명하고 있다.물질의 기본 구성 입자인 원자(atom)는 기원전 5세기경 그리스의 철학자이자 과학자인 레우키포스와 그의 제자 데모크리토스가 만들어낸 ‘더는 쪼갤 수 없음’이라는 뜻의 atomos에서 유래하였다. 19세기 영국 화학자이자 물리학자인 존 돌턴이 모든 물질은 원자로 이루어졌다는 원자 이론을 발표하면서 지금과 같이 원자로 불리게 되었다. 이후 1922년 노벨 물리학상을 받은 양자역학의 아버지 보어에 의해 핵과 전자로 구성된 현대적 원자 모델이 정립되었다. 빛을 측정해 어떤 원자로부터 나왔는지 확인원자는 양성자와 중성자로 구성된 원자핵과 그 주위를 돌고 있는 전자로 구성되어 있다. 전자는 특정 궤도에만 위치하고, 이 궤도를 준위라 부른다. 높은 준위에 있다는 것은 에너지가 크다는 것을 의미하며, 낮은 준위로 이동하면 에너지를 방출한다. 이때 방출하는 에너지는 전자기파, 즉 빛의 형태를 띤다. 원자에 따라 전자의 에너지 준위가 다르므로 방출하는 빛의 에너지를 측정하면 어떤 원자에서 나온 것인지를 구분해 낼 수 있게 된다. 이를 원자분광학이라 부르며, 원자에서 방출되

경제 기타

170조 투자 목표…중국 '반도체 굴기' 재시동

미국의 대(對)중국 무역 보복이 한창이던 2018년 4월 26일. 시진핑 중국 국가주석은 우한에 있는 양쯔메모리테크놀로지(YMTC) 공장을 전격 방문했다. YMTC는 칭화대가 지분 100%를 보유한 국유 반도체 그룹 ‘칭화유니’의 자회사로 중국의 ‘반도체 굴기(起·우뚝 일어섬)’를 상징하는 기업이다.시 주석은 이날 중국 반도체업계 종사자들이 ‘금과옥조’로 여기는 ‘반도체 심장론’을 설파했다. 그는 “반도체는 사람의 심장과 같다. 심장이 약하면 덩치가 아무리 커도 강하다고 할 수 없다”며 ‘2025년까지 반도체 기술 자립도 70% 달성’을 주문했다. 중국 정부 예산 1조위안(약 170조원)을 투자하겠다는 전폭적인 지원 방침도 밝혔다.프리미엄 낸드 제품 연말 생산중국의 기술력은 이후 2년간 ‘일취월장’했다는 평가를 받는다. 시 주석이 찾았던 YMTC는 최근 세계 최고 수준의 낸드플래시 반도체로 평가받는 ‘128단 3D QLC’ 개발과 테스트 성공 사실을 지난달 14일 전격 공개했다. 국내 반도체업계는 긴장하고 있다. “낸드플래시 기술 격차가 1년 정도로 좁혀졌다’는 우려가 나온다.YMTC가 개발 사실을 공개한 ‘128단 3D QLC’ 낸드플래시는 글로벌 메모리반도체업계를 이끌고 있는 삼성전자와 SK하이닉스도 지난해 하반기에 양산에 성공한 ‘프리미엄’ 제품이다. 낸드플래시는 전원이 꺼져도 데이터가 저장되는 메모리반도체다. 주로 스마트폰, 노트북 등의 저장장치로 활용된다. 단수(반도체 셀을 쌓아올린 층수)를 64단에서 96단, 128단으로 높이고, 한 셀의 저장용량이 MLC(2bit) TLC(3bit) QLC(4bit) 순으로 커질수록 뛰어난 성능의 프리미엄 제품으