태양에너지 전환과정에서 금속박막 표면에 만들어지는 ‘핫전자’의 증폭 원리가 구명됐다.
‘핫전자’는 금속박막 표면에 에너지가 전달될 때 바닥의 안정된 전자보다 들뜬 상태의 에너지가 큰 전자를 말한다.
한국과학기술원(KAIST) EEWS 대학원 박정영 교수 연구팀은 교육과학기술부와 한국연구재단의 세계 수준의 연구중심대학(WCU) 육성사업과 중견연구자지원사업의 일환으로 핫전자의 증폭 원리를 구명했다고 6일 밝혔다.
이 구명에는 KAIST 이영근 석사과정(제1저자)과 정찬호 박사과정(제2저자) 학생이 참여했다.
연구진은 금속박막과 산화물 반도체로 이루어진 나노다이오드 표면을 만든 뒤 이 표면에서 에너지가 주위보다 큰 ‘핫전자’를 검출했다. 또 유사 입자인 표면 플라즈몬을 이용해 ‘핫전자’를 증폭시키는데 성공했다.
박정영 교수는 “유사 입자인 플라즈몬을 이용해 핫전자를 증폭하는 과정에서 에너지 손실 원인을 원자수준에서 이해하게 됐다”며 “이 증폭과정 구명은 핫전자를 이용한 고효율 에너지 전환소자 개발에 큰 진전을 가져올 것”이라고 말했다.
한편 이 연구결과는 나노과학 분야 국제 학술지인 ‘나노 레터스’의 9월 14일자 온라인 속보판에 게재됐다.
대전=박희범기자 hbpark@etnews.com
