KBSI, 나노소자 성능의 획기적 향상기반 마련
□ 반도체 양자 나노막대(nanorod) 자기조립체(self-assembly) 내 에너지 이동이 나노막대의 쌓임 방법에 따라 서로 상이해지는 양자현상을 손쉽게 영상으로 구현하는 방법이 개발되었다. 이에 따라 양자입자를 이용하는 디스플레이나 태양전지 소자의 성능을 획기적으로 향상시킬 수 있는 기반을 마련하게 됐다.
□ 한국기초과학지원연구원(원장 정광화, 이하 ‘KBSI’) 대구센터 채원식 박사팀은 ‘시분해형광공초점현미경’(Time-Resolved Fluorescence Confocal Microscopy)을 이용한 영상분석기술을 활용하여 반도체 양자 나노막대 사이의 에너지 전달 속도가 나노막대들의 쌓임 구조에 따라 서로 상이하게 나타는 현상을 손쉽게 영상으로 구현하는데 성공했다고 8일 밝혔다. - 이번 연구 성과는 소재화학 분야 세계유수 학술지인 ‘케미스트리 오브 머티리얼스(Chemistry of Materials)誌 4월 2일자 온라인판 (논문명: Controlled Vortex Formation and Facilitated Energy Transfer within Aggregates of Colloidal CdS Nanorods, IF=8.535)에 게재됐다.
□ 나노입자들 사이에서 발생하는 에너지 상호작용에 대한 양자 물성은 피코(일조분의일)-나노(십억분의일)초의 극초단 시간 영역에서 주로
나타난다. 나노입자들이 쌓여져 형성되는 자기조립체의 경우 위치에 따라 쌓임 구조가 서로 상이해 질 수 있는데, 이 때 변화하는 공간상에서의
극초단 양자 물성 변화 관찰을 ‘시분해형광공초점현미경’을 이용한 시간-공간 분할 영상분석기술을 활용하여 가능케 했다.
□ 특히 이번 연구에 사용 된 ‘시분해형광공초점현미경’은 반도체 및 세라믹 등의 신소재분야 뿐만 아니라 형광 현상을 기반으로 하는
환경소재, 나노-바이오 융합소재 및 의료, 진단 분야에 이르기 까지 폭넓은 분야에서 활용될 수 있을 것으로 전망된다.
□ KBSI 채원식박사는 이번 연구 성과를 통해 “반도체 나노입자들 간의 에너지 상호작용을 직접 영상으로 분석할 수 있게 되어 향후
디스플레이 및 태양전지 등의 소자를 설계할 때 성능 향상에 필수적인 핵심 양자 물성 정보를 신속히 제공할 수 있을 것”이라고 전망했다. 또한
공동연구자로 참여한 KAIST 김휘동 연구원, KIST 배완기 박사는 “대학 연구실에서 개발한 나노막대 자기조립체의 구조변화에 따른 국부적
에너지 변화를 규명할 방법이 없었는데, KBSI의 첨단 현미경장비를 이용하여 밝혀낼 수 있었다“며 첨단 연구를 수행하는 데에 첨단 연구장비 및
분석기술 확보가 중요함을 강조하였다. ☎ 문의처 : KBSI 대구센터 분석연구부 채원식 박사 |