DGIST는 김현민 동반진단의료기술융합연구실 선임연구원 연구팀과 이재동 신물질과학전공 교수팀, 안종현 연세대 교수팀과 공동으로 원자 단위로 층을 이루는 물질에 밴드갭이 하나더 존재할 수 있다는 사실을 확인했다고 26일 밝혔다. 이번 연구결과는 신소재와 태양전지, 촉매개발에 활용할 수 있을 전망이다.
연구팀은 원자적층구조 2차원 물질인 이황화레늄의 전도성 원자구조의 이온화에너지 영역에 추가 밴드갭 존재를 증명했다. 지금까지 원자 단위 2차원 구조체의 이온화 에너지 영역 구조는 학계에서도 이론적으로만 존재했지만, 연구팀이 개발한 '순간 2차 고조파 이미징 시스템'을 이용해 실제 구조를 관찰하게 되면서 이중 밴드갭 존재 증명이 가능하게 됐다.
'순간 2차 고조파 이미징 시스템'은 원자 단위로 층을 이루는 물질의 소리 움직임을 300나노미터(㎚) 고해상도로 이미징할 수 있는 시스템이다. 레이저 노이즈 분산 효과 측정의 감도를 높이고 적외선 대역 탐침에너지를 이용해 가시광선과 근자외선 에너지에 해당되는 전이밴드내의 전자 이동을 초고속으로 관찰할 수 있게 됐다.
김현민 선임연구원은 “이번에 관찰된 이황화레늄 이외에도 다양한 원자 단위 구조체에 존재하는 다중 밴드갭 구조의 규명이 가능할 것”이라고 말했다. 연구의 이론 계산을 담당한 이재동 신물질과학전공 교수는 “이번 연구를 통해 다중 밴드갭을 관찰할 수 있게 되면서 추후 접합 구조체 밴드갭 관찰, 소자 집적도 향상 등 관련 연구에 영향을 줄 것으로 기대된다”고 밝혔다.
이번 연구 결과는 최근 세계적 학술지 네이처(Nature)의 광학 관련 자매지인 '라이트사이언스앤드어플리케이션' 온라인판에 게재됐다
대구=정재훈기자 jhoon@etnews.com
