전하결합소자(CCD)로 촬영한 각종 물질의 전자 에너지 구조를 시각화하는 기술이 개발됐다.
김병환 세종대 공대 교수팀(전자정보공학대학 전자공학과)은 영상 속에 숨겨진 각종 전자적 현상을 디지털로 시각화해 전자지도로 만드는 원천 기술을 확보했다고 밝혔다.
전자지도(Electron map)는 미시적 또는 거시적 크기의 원자 또는 분자를 구성하는 전자 궤적 분포를 시각화할 수 있는 기술이다. 연구는 세종대 특성화 연구 사업으로 지원됐으며 국내 특허를 마치고 해외 특허를 위한 PCT 출원 중이다.
CCD(Charge-coupled device)는 고해상도 이미지를 얻고자 빛에 의해 발생하는 전자를 이용해 영상을 구성하는 센서다. 영상은 다양한 전자에너지의 복합체로 물질의 전자구조를 연구하려면 전자에너지 분포를 확인하는 것이 필요했다. 하지만 영상 속 전자에너지 연결 구조를 시각적으로 확인하기는 어려웠다.
김병환 교수팀은 동일 에너지를 갖는 전자는 전기적 루프(전류)를 형성한다는 가정 아래 전자궤적을 시각화하는 기술을 개발했다. 투과전자 현미경(TEM:Transmission Electron Microscopy)을 이용해 이미지화한 탄소원자에 적용해 탄소원자의 전자적 구조(전자궤적의 수, 궤적 에너지, 궤적 형상)를 확인했다.
세종대 측은 특허기술을 응용하면 고체·액체·기체·플라즈마를 구성하는 원자 또는 분자 결합 구조를 전자궤적 에너지별로 시각적으로 분석해 신재료와 신공정 개발에 기여할 것으로 기대했다.
김 교수는 “물질의 전자에너지 구조를 시각화하고 나노와 바이오 물질의 전자지도 작성을 가능하게 해주는 원천기술”이라며 “신물질과 신공정 개발, 질병 조기 진단과 감시, 해양과 대기·우주 에너지의 전자적 변화를 모니터링하는 것이 가능해 자연 재해의 조기 예측도 가능하게 됐다”고 말했다.
강병준기자 bjkang@etnews.com
