원자층 쌓는 순서 조작해 신소재 뚝딱

2014.08.18 18:00
연구진은 스트론튬 티타늄 산화물의 원자층을 쌓는 과정을 방사광 X선으로 관측한 결과, 일부 원자층의 순서가 뒤바뀌는
연구진은 스트론튬 티타늄 산화물의 원자층을 쌓는 과정을 방사광 X선으로 관측한 결과, 일부 원자층의 순서가 뒤바뀌는 '층간 자발적 재배열 현상'을 발견했다. - 한국원자력연구원 제공

 

 

 

  한국인 과학자가 포함된 국제 공동 연구진이 원자 층을 정밀하게 쌓는 기술을 개발해 에너지 분야의 신소재를 만드는 데 성공했다.

 

  이준혁 한국원자력연구원 중성자과학연구부 선임연구원은 미국 아르곤국립연구소 존 프리랜드, 딜런 퐁 연구팀과 위스콘신주립대 데인 몰간 교수팀과 공동으로 원자층을 한 층씩 쌓아 나노미터 수준의 얇은 막을 만드는 기술을 개발해 새로운 소재를 합성하는 데 성공했다고 18일 밝혔다.

 

  연구진은 란타늄 니켈 산화물을 활용해 단결정 박막을 만들었는데, 이 물질은 전기가 잘 통하고 촉매에도 잘 반응해 에너지 분야의 소재로 주목을 받아 왔다. 하지만 이 물질은 결정이 불규칙하게 배열되고 크기에 따라 특성이 바뀌는 문제가 있어서 신소재로 개발하기 어려웠다.

 

  연구진은 아르곤국립연구소에 있는 방사광가속기를 이용해 산화물의 원자층이 쌓이는 모습을 실시간으로 관찰하는 과정에서 일부 원자층의 순서가 뒤바뀌는 현상을 발견했다. 이 현상을 응용해 란타늄 산화물과 니켈 산화물의 원자층을 쌓는 순서를 조작한 결과, 단결정 란타늄 니켈 산화물 박막을 합성하는 데 성공했다.

 

  이 연구원은 “원자력연 안에 설치된 장비를 이용해 신물질의 구조와 특성을 확인할 계획”이라며 “원자층을 정밀하게 조작할 수 있게 된 만큼 다른 물질을 합성하는 데도 적용하겠다”고 말했다.

 

  이 연구결과는 ‘네이처’의 자매지 ‘네이처 머티리얼스’ 온라인판 3일자에 실렸다.

 

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