전체기사 최신뉴스 GAM
KYD 디데이
경제 과학기술

속보

더보기

세상에서 가장 작은 반도체 베일 벗었다…기초연, 반도체 나노클러스터 구조 규명

기사입력 :

최종수정 :

※ 본문 글자 크기 조정

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

※ 번역할 언어 선택

3명이 손 마주 잡고 있을 때 견고해지는 원리
색다른 특성 가진 나노입자 제조에 사용 기대

[세종=뉴스핌] 이경태 기자 = 세상에서 가장 작은 반도체가 베일을 벗었다. 국내 연구진이 반도체 나노클러스터 결정 구조를 규명했기 때문이다. 

기초과학연구원 현택환 나노입자 연구단장 연구팀이 27개의 원자로 구성된 세상에서 가장 작은 반도체 구조를 규명했다고 26일 밝혔다. 이는 차세대 디스플레이, 광촉매 등 다양한 분야에 적용될 수 있는 중요한 기초연구의 결과로 평가된다.

퀀텀닷디스플레이(QLED) TV에 들어가는 반도체 나노입자인 양자점은 크기·모양에 따라 광학적, 전기적 특성이 달라진다. 최근 나노과학 분야에서는 반도체 나노입자를 원하는 크기, 모양, 조성으로 합성하는 연구가 활발하다. 

그러나 현재까지 가장 정밀한 방법을 사용하더라도 원자적 수준에서 균일한 나노입자를 합성하기 힘들었다.

반도체 클러스터의 원자 수준에서의 구조 [자료=기초과학연구원] 2022.07.25 biggerthanseoul@newspim.com

반도체 나노입자는 반도체 나노클러스터라는 핵으로부터 시작해 안정된 성장을 거쳐 만들어진다. 나노클러스터는 여러 원자가 뭉쳐 원자 1개와 유사한 성질을 보이는 것을 말한다. 반도체 나노클러스터는 기존 나노입자보다 작으면서도 정확한 개수의 원자로 구성돼 원하는 물성을 구현하기 쉽다. 반도체 나노입자 성장을 이해하고 정밀하게 만들려면, 핵 역할을 하는 반도체 나노클러스터 구조를 규명하는 것이 중요하다.

반도체 나노클러스터는 각기 다른 성장 과정을 거쳐 다른 나노입자로 성장한다. 균일한 나노입자를 생산하려면 한 종류의 나노클러스터로만 성장시켜야한다. 수십억 개의 작은 반도체 클러스터들을 균일하게 생성하는 것은 매우 힘들지만, 특이하게도 0.5~3nm 사이에서는 똑같은 사이즈로 만들 수 있는 것으로 알려진다.

해당 크기를 가진 입자들을 매직-사이즈 나노클러스터라 한다. 매직-사이즈 나노클러스터 중 카드뮴-셀레나이드 나노클러스터에 대한 연구도 그동안 많았다. 수십 개의 원자로 이루어진 아주 작은 나노클러스터에 대한 연구도 있었으나 생성하기도 힘들고 구조를 밝히는데 번번히 실패했다. 

연구팀은 카드뮴 원자 14개와 셀레늄 원자 13개로 이루어진 현재까지 규명된 가장 작은 반도체 클러스터 Cd14Se13을 단일 사이즈로 만드는 새로운 방법을 고안했다. 우선 기존 반도체 나노클러스터를 둘러싼 리간드에 주목했다. 이전까지의 실험과 달리, 이번 연구에서는 단일 사이즈 클러스터의 안정성을 높이기 위해 기존 반도체 클러스터의 단일 자리 리간드를 삼차 이중 자리 리간드로 대체했다. 3명이 손을 마주 잡고 있을 때 견고해지는 것과 같은 원리다.

연구팀은 합성된 단일 클러스터 수십억 개를 규칙적으로 연결해 단결정을 만들었다. 기존 반도체 클러스터는 단일 자리 리간드로 인한 상호작용으로 조절이 불가능하고 불안정한 뭉침이 일어났다. 이와 달리 연구진이 합성한 단일 사이즈의 반도체 나노클러스터는 무작위의 뭉침이 발생하지 않아서 안정적으로 단결정을 성장시킬 수 있었다.

이와 함께 단결정 X-ray 회절법을 통해 성장한 단결정의 독특한 구조도 분석했다. 지금까지 규명된 일반적인 반도체 나노클러스터들이 초사면체 구조인 것과는 달리, 이번에 합성한 반도체 나노클러스터는 셀레늄(Se)을 중심으로 카드뮴 셀레나이드(Cd14Se13)가 감싸고 있는 코어-케이지 구조로 이뤄졌다. 

현택환 단장은 "수십 년간 베일에 싸여있던 반도체 나노클러스터의 구조를 밝힐 수 있게 됐다"며 "이런 특이한 구조를 가진 나노클러스터는 앞으로 색다른 특성을 가진 나노입자들을 제조하는데 사용될 것"으로 내다봤다.

이번 연구결과는 화학분야의 세계적인 권위지이자 셀 자매지인 켐(Chem)지 26일자로 게재됐다. 

biggerthanseoul@newspim.com

[뉴스핌 베스트 기사]

사진
[단독] "반차 쓰면 30분 일찍 퇴근" [세종=뉴스핌] 양가희 기자 = 반차를 사용해 하루 4시간 근무할 경우 휴게시간을 사용하지 않고 퇴근할 수 있도록 보장하는 내용의 근로기준법 개정안이 국회에서 발의된다. 근로시간 단축, 연차 휴가 분할 사용, 육아·돌봄 등으로 반일 근무 형태가 확대된 가운데 현행 법체계는 4시간 근무한 근로자에게 법정 휴게시간 30분을 부여하고 있다. 개정안은 휴게시간 때문에 퇴근이 늦어지는 불편을 해소한다는 취지에서 마련됐다. 12일 국회에 따르면 박홍배 더불어민주당 의원은 이 같은 내용을 담은 근로기준법 개정안을 이르면 이번 주 대표 발의할 예정이다. 현행 근로기준법은 4시간 근로한 경우 30분 이상, 8시간 근로한 경우 1시간 이상의 휴게시간을 부여한다. 휴식은 근로시간 도중에 부여하도록 규정됐다. 통상 8시간 근로자에게 부여되는 점심시간 1시간이 법정 휴게시간에 해당한다. [서울=뉴스핌] 윤창빈 기자 = 박홍배 더불어민주당 의원이 지난해 10월 15일 오전 서울 여의도 국회에서 열린 기후에너지환경노동위원회의 고용노동부 국정감사에서 스마트 안전고리 시연을 하고 있다. 2025.10.15 pangbin@newspim.com 문제는 4시간 근로한 근로자가 퇴근을 희망해도 휴게시간 30분을 채우기 위해 사업장에 더 머물러 있어야 하는 어려움이 현장에서 이어지고 있다는 점이다. 시간 단위 연차 사용에 대한 명확한 법적 근거가 없어 사업장별 운영 기준이 상이하고, 육아·돌봄·자기계발 등 다양한 생활 수요에 현행 제도가 대응하지 못한다는 지적도 제기됐다. 개정안의 골자는 근로자가 4시간 근무 후 바로 퇴근할 것을 명시적으로 요청한 경우, 30분 휴게시간 없이 퇴근할 수 있도록 근로시간 유연성을 높인다는 것이다. 연차는 근로자의 의지에 따라 시간 단위 등으로 분할 사용할 수 있도록 보장하는 내용도 담고 있다. 반차 법제화 및 반일 근무 시 휴게시간 미적용 명문화는 지난해 12월 실노동시간 단축 로드맵 추진단의 논의 결과에도 포함됐다. 당시 추진단은 반차 사용의 경우 올해 법제화할 것을 목표로 제시한 바 있다. 박홍배 의원은 "반일 근무가 늘어나는 현실에서 4시간 근무 후 바로 퇴근하려는 노동자에게 휴게시간 때문에 추가로 사업장에 머물도록 하는 것은 제도와 현장의 괴리를 보여주는 사례"라며 "근로시간 제도도 변화하는 노동 현실에 맞게 합리적으로 정비할 필요가 있다"고 강조했다. sheep@newspim.com 2026-03-12 10:07
사진
삼성 '갤럭시 S26' 글로벌 출시 [서울=뉴스핌] 서영욱 기자 = 삼성전자가 3세대 인공지능(AI) 스마트폰 '갤럭시 S26 시리즈'를 글로벌 시장에 출시하며 프리미엄 스마트폰 경쟁에 속도를 낸다. 삼성전자는 '갤럭시 S26 시리즈'와 무선 이어폰 '갤럭시 버즈4 시리즈'를 11일부터 세계 주요 국가에서 판매한다고 밝혔다. 한국·미국·영국·인도 등을 시작으로 약 120개국에 순차 출시한다. 미국·영국·인도·베트남 등에서 진행된 갤럭시 S26 시리즈 글로벌 사전판매는 주요 시장에서 전작 대비 두 자릿수 증가를 기록했다. '갤럭시 S26 시리즈'를 체험하는 유럽,동남아 소비자들 [사진=삼성전자] ◆프라이버시 디스플레이 탑재…카메라 기능도 업그레이드갤럭시 S26 시리즈는 하드웨어 성능을 높이고 갤럭시 AI 기능을 강화했다. 카메라 경험도 한층 개선했다. 최상위 모델 '갤럭시 S26 울트라'에는 '프라이버시 디스플레이'가 처음 적용됐다. 측면에서 화면 내용을 확인하기 어렵게 설계한 기능이다. 스마트폰 사생활 보호 기능을 강화했다. AI 기반 통화 기능도 추가했다. 모르는 번호로 걸려온 전화를 AI가 대신 받고 발신자 정보와 통화 내용을 요약한다. '통화 스크리닝(Call Screening)' 기능이다. 카메라 기능도 대폭 개선했다. 저조도 촬영 '나이토그래피', 영상 흔들림을 줄이는 '슈퍼 스테디', 텍스트 입력 기반 편집 기능 '포토 어시스트'를 지원한다. 이미지·스케치·텍스트 입력으로 창작물을 만드는 '크리에이티브 스튜디오'도 포함했다. 삼성전자는 3월 구매 고객 대상 프로모션도 진행한다. 갤럭시 버즈4 10% 할인 쿠폰과 정품 케이스·액세서리 30% 할인 쿠폰을 제공한다. 60W 충전기 할인 쿠폰도 지급한다. 콘텐츠 혜택으로 '윌라' 3개월 구독권과 갤럭시 스토어 게임 테마 8종도 제공한다. 마그넷 기반 신규 액세서리도 선보인다. 마그넷 무선 충전기와 카드 월렛, 링홀더, 미러 그립 스탠드 등이다. 마그넷 무선 충전 배터리팩은 스마트폰 후면 부착 시 카메라 간섭 없이 충전할 수 있다. 삼성전자 모델이 '갤럭시 S26 시리즈'의 '수평 고정 슈퍼 스테디' 기능을 체험하는 모습 [사진=삼성전자] ◆하이파이 사운드 '버즈4' 출시…AI 기능·케이스 라인업 확대삼성전자는 무선 이어폰 '갤럭시 버즈4 시리즈'도 함께 출시했다. '버즈4 프로'와 '버즈4' 두 모델이다. 하이파이 사운드와 인체공학 설계를 적용했다. '헤드 제스처' 기능도 새로 넣었다. 사용자가 고개를 움직여 전화 수신과 빅스비 제어를 할 수 있다. 다른 갤럭시 기기와 연결하면 AI 음성 호출과 실시간 통역 기능도 활용할 수 있다. 버즈4 시리즈는 화이트와 블랙 두 색상으로 출시된다. 버즈4 프로는 삼성닷컴과 삼성 강남에서 핑크 골드 색상도 판매한다. 사전 구매 고객 약 90%는 버즈4 프로를 선택했다.케이스 제품도 확대했다. 전통 문양·통조림·레트로 게임기 디자인 케이스를 출시한다. 헬리녹스 러기드, 초코송이 협업 제품도 선보인다. 전통 문양 시리즈는 꽃과 호랑이 문양을 자개 디자인으로 구현했다. 버즈4 케이스 중 판매 비중이 가장 높았다. '갤럭시 S26 시리즈'를 체험하는 유럽,동남아 소비자들 [사진=삼성전자] 정호진 삼성전자 한국총괄 부사장은 "'갤럭시 S26 시리즈'는 AI폰을 안심하고 사용할 수 있는 기능부터 갤럭시 AI, 카메라까지 완성도를 크게 끌어올린 제품"이라며 "풍성한 사운드의 '갤럭시 버즈4 시리즈'와 함께 갤럭시 생태계를 경험해 보길 바란다"고 말했다. syu@newspim.com 2026-03-11 08:49
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