전체기사 최신뉴스 GAM
KYD 디데이
전국 대전·세종·충남

속보

더보기

KBSI·KAIST, 세계 최초 '플라즈모닉 핫홀' 실시간 관찰

기사입력 :

최종수정 :

※ 본문 글자 크기 조정

  • 더 작게
  • 작게
  • 보통
  • 크게
  • 더 크게

※ 번역할 언어 선택

차세대 고효율 에너지 소자 개발·바이오센서 감도 향상 가속화

[대전=뉴스핌] 김태진 기자 = 국내 연구진이 빛이 만드는 금속표면인 정공(hole)의 생성에서 소멸까지 세계 최초로 실시간 관찰에 성공했다.

한국기초과학지원연구원(KBSI)은 소재분석연구부 이문상 박사 연구팀, KAIST 화학과 박정영 교수 연구팀과 빛이 금속 표면에 닿는 순간 만들어지는 정공인 '플라즈모닉 핫홀'의 생성에서 소멸까지의 전체 과정을 세계 최초로 실시간 관측에 성공했다고 26일 밝혔다.

나노미터(10억분의 1m)·펨토초(1천조분의 1초)의 초미세·초단시간 수준에서 일어나는 빛과 금속 표면의 반응을 실시간 관찰하고 전기적인 흐름을 분석하는 데 성공해 미세영역의 분석난제를 해결한 것이다.

금속-반도체 접합 나노 다이오드에서의 핫홀 발생 실시간 관찰방법 모식도[사진=KBSI] 2020.10.26 memory4444444@newspim.com

이를 통해 차세대 고효율 에너지 소자 개발, 바이오센서 감도 향상 등 다양한 응용연구가 가속화 될 전망이다.

연구팀은 플라즈모닉 핫홀을 관찰하기 위해 금속-반도체 접합 나노다이오드를 제작하고 빛에 의한 표면변화를 분석했다.

그결과 빛에 의해 금속 표면의 전자들이 집단으로 진동하는 '국소 표면 플라즈몬 공명' 현상에 의한 정공(hole)인 핫홀을 실시간 관찰했다.

핫홀의 수명은 수 펨토초 정도로 매우 짧아 검출 자체가 불가능에 가까웠고 특히 실시간으로 그 모습을 관찰하는 것은 대표적인 분석난제로 꼽혔다.

세계적으로도 극소수의 연구팀만이 간접적인 방법으로 핫홀의 발생양상을 유추하는 정도의 연구방법만이 알려져 있었다.

이 같은 분석상의 난제로 인해 화학반응을 촉진한다는 핫홀의 기능이 이미 알려져 있었음에도 실제 소자 개발에 활용하지는 못했다.

연구팀은 또 계산 시뮬레이션을 활용해 시료 표면의 빛 분포로부터 핫홀의 발생 양상을 유추하는 방법을 고안하고 이를 실제 실험으로 규명했다.

연구팀은 핫홀의 양상을 관찰하기 위해 금/p-질화갈륨(GaN)으로 만든 나노다이오드를 제작하고 광전도 원자간력 현미경으로 이를 분석했다.

이 현미경은 나노미터 크기의 탐침을 이용해 시료 표면을 훑어가며 각 부분의 전기적 신호를 검출해 이미지화해주는 첨단 분석연구장비이다.

왼쪽부터 KBSI 소재분석연구부 이문상 선임기술원, KAIST 화학과 박정영 교수, KAIST 화학과 이현화 박사과정 학생[사진=KBSI] 2020.10.26 memory4444444@newspim.com

KBSI 이문상 박사는 "그동안 이론적 계산과 간접적 실험방법으로만 유추할 수 밖에 없었던 핫홀의 거동을 실시간으로 관찰해 기초적인 메커니즘을 밝혀낸 데 큰 의의가 있다"며 "이번 연구성과가 차세대 인공광합성 소자, 초고효율 광촉매 개발, 에너지 저장 소자 개발, 초고감도 바이오 광센서 개발 등 다양한 분야의 연구개발에서 활용될 것으로 기대한다"고 말했다.

KAIST 박정영 교수는 "나노다이오드에서 생성되는 플라즈모닉 핫홀의 발생양상에 대한 정확한 규명은 금속표면에서 일어나는 에너지 전달·손실과정에 대한 이해를 도와 촉매전자학 분야와 에너지공학 분야에 큰 도움이 될 것"이라고 했다.

이번 연구는 기초과학연구원(IBS-R004), 한국연구재단(기초연구실지원사업), 한국기초과학지원연구원(주요사업)을 통해 수행됐다.

연구 성과는 세계적인 재료분야 국제학술지인 '어드밴스드 사이언스(Advanced Science)'에 지난 22일 게재됐다.

memory4444444@newspim.com

[뉴스핌 베스트 기사]

사진
국정원 "로저스 대표 위증 고발 요청" [서울=뉴스핌] 조민교 기자 = 국가정보원(이하 국정원)이 해럴드 로저스 쿠팡 대표를 위증 혐의로 고발한다는 의견을 밝혔다.  30일 국회 과학기술정보방송통신위원회 위원장인 최민희 더불어민주당 의원은 청문회 도중 "국정원이 오늘 청문회를 모니터링하던 중, 청문회를 지켜보던 국정원장이 로저스 대표를 위증죄로 고발해 달라고 과방위에 요청할 계획이라는 입장을 전달해 왔다"며 "구체적인 위증 내용도 함께 전달받았다"고 말했다. 이어 "해당 사안은 간사에게 전달해 내일 청문회 종료 시점에 처리하겠다"고 밝혔다. [서울=뉴스핌] 윤창빈 기자 = 해롤드 로저스 쿠팡 임시 대표가 30일 서울 여의도 국회 과학기술정보방송통신위원회 전체회의에서 열린쿠팡 침해사고 및 개인정보 유출, 불공정 거래, 노동환경 실태 파악과 재발방지 대책 마련을 위한 청문회에서 의원 질문에 답변하고 있다. 2025.12.30 pangbin@newspim.com 로저스 대표는 이날 청문회에서 쿠팡이 정부 및 수사기관을 거치지 않고 정보 유출자를 접촉했다는 의혹과 관련해 "저희는 피의자와 연락하는 것을 원치 않았지만 여러 차례에 걸쳐 그 기관(국가정보원)에서 피의자와 연락하라는 요청을 받았다"고 말했다. 이어 '명확한 지시나 명령이 있었느냐'는 추가 질의에는 "명령이었다. 지시 명령"이라고 주장했다. '국정원 누구와 소통했느냐'는 질문에 대해서는 "현재 이름은 없지만 해당 이름을 전달하겠다"고 답했다. 로저스 대표는 해킹에 사용된 장비의 포렌식과 관련해서도 "정보기관이 복사본을 보유하고 있고, 원본은 경찰에 전달했다"며 "그 기관이 별도의 카피를 만들어 우리가 보관하는 것도 허락했다"고 말했다. 또 '셀프 면죄부 조사 아니냐'는 지적에는 "정부 지시에 따라 한 조사"라며 "이사회도 한국 법에 따라 협력해야 한다고 판단했다"고 밝혔다. 그러나 정부 측은 로저스 대표의 주장과 선을 긋고 있다. 배경훈 부총리 겸 과학기술정보통신부 장관은 이날 청문회에서 "포렌식 검사와 로그 분석의 주체는 과기정통부가 주관하는 민관합동조사단과 개인정보보호위원회, 경찰청"이라며 "국정원이 지시하거나 조사를 주도한 사실은 없다"고 밝혔다. 배 부총리는 "국정원은 증거물을 국내로 반입하는 과정에서 훼손이나 분실을 방지하기 위한 기술적 지원을 한 것으로 안다"며 "이를 조사 지시나 개입으로 볼 수는 없다"고 설명했다. 국정원도 별도의 입장을 내고 로저스 대표의 발언을 부인했다. 국정원은 지난 26일 공지를 통해 "쿠팡 사태와 관련해 국정원은 쿠팡 측에 어떠한 지시를 할 위치에 있지 않으며, 어떠한 지시를 한 바도 없다"고 밝혔다. 다만 "외국인에 의한 대규모 정보 유출 사태를 국가안보 위협 상황으로 인식해, 관련 정보 수집·분석을 위한 업무 협의를 진행한 바는 있다"고 설명했다. mkyo@newspim.com 2025-12-30 18:00
사진
이혜훈 "내란은 민주주의 파괴" [서울=뉴스핌] 양윤모 기자 = 초대 기획예산처 장관 후보자로 지명된 이혜훈 전 국민의힘 의원이 30일 오전 서울 중구 예금보험공사에 마련된 인사청문회 준비 사무실로 출근하며 "내란은 민주주의 파괴하는 일이며 실체파악 잘 못했다"라며 사과문을 발표하고 있다. 2025.12.30 yym58@newspim.com   2025-12-30 10:27
기사 번역
결과물 출력을 준비하고 있어요.
종목 추적기

S&P 500 기업 중 기사 내용이 영향을 줄 종목 추적

결과물 출력을 준비하고 있어요.

긍정 영향 종목

  • Lockheed Martin Corp. Industrials
    우크라이나 안보 지원 강화 기대감으로 방산 수요 증가 직접적. 미·러 긴장 완화 불확실성 속에서도 방위산업 매출 안정성 강화 예상됨.

부정 영향 종목

  • Caterpillar Inc. Industrials
    우크라이나 전쟁 장기화 시 건설 및 중장비 수요 불확실성 직접적. 글로벌 인프라 투자 지연으로 매출 성장 둔화 가능성 있음.
이 내용에 포함된 데이터와 의견은 뉴스핌 AI가 분석한 결과입니다. 정보 제공 목적으로만 작성되었으며, 특정 종목 매매를 권유하지 않습니다. 투자 판단 및 결과에 대한 책임은 투자자 본인에게 있습니다. 주식 투자는 원금 손실 가능성이 있으므로, 투자 전 충분한 조사와 전문가 상담을 권장합니다.
안다쇼핑
Top으로 이동