나노기술 및 정책 정보

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  나노수준의 아주 얇은 시트가 겹겹이 쌓여있는 층상구조를 갖는 물질에서 시트를 한 장씩 손쉽게 떼어 낼 수가 있는 기술이 국내 연구진이 참여한 국제공동연구를 통하여 개발되었다. 또한 분리된 나노시트가 열전재료, 이온흡착이 가능한 전지 전극재료, 가스/바이오 화학센서 등으로 응용될 수 있는 전기적 물성을 갖는 것으로 밝혀내었다.

  연구결과는 사이언스 2월 4일자에 게재되었다. 김규태 교수 연구팀은 이번 연구를 통하여 층상 화합물인 전이금속 디찰코게나이드계 화합물(TMD, Transition metal dichalcogenides)을 용액에 넣고 초음파 분산시키면 개별 나노시트로 분리되어 에너지갭 특성 변화, 열전계수의 증가, n형 반도체 특성 등을 갖는 것을 확인하였다(그림 참조)

  2010년 노벨상의 근거가 된 그래핀과 마찬가지로 층상화합물을 단일층으로 만들면 벌크(덩어리 상태)와는 다른 물성을 가진 전자소자로도 응용이 가능하다. 기존의 기계적 방법으로 박리한 나노박막은 소량 밖에 만들 수 없고 적용분야가 제한적이나 본 연구에서 개발된 액상 박리방법을 이용하면 대량으로 생산이 가능하며 다른 재료간 이종 복합체를 손쉽게 만들 수 있는 등 다양한 응용과 기초연구가 가능하다.
  이 연구에서 사용된 TMD(Transition Metal Dichalcogenides, 전이금속 디찰코게나이드즈)와 같은 층상 나노재료는 열전효과, 표면이온 효과 등이 크며 절연체/반도체/금속에 이르는 다양한 전기적 성질을 보여 응용처에 따라 적절한 나노시트를 선택할 수 있다. 향후 탄소나노튜브,그래핀 등의 기존 나노재료와 함께 이종접합소자, 열전소자, 전기역학소자 등의 다양한 복합체 응용소자 개발이 가능할 것으로 전망된다.
  이 연구 결과는 교과부 신기술융합 형성장동력사업의 지원을 받는 나노기반정보·에너지사업본부의 'NTIT 소자재료 융합연구단'의 세부과제 책임자인 고려대학교 전기전자전파공학과 김규태 교수, 박사과정 이강호, 김혜영 학생이 공동저자로 참여하여 박리된 나노시트에 대한 전기적 성질의 정량화 연구를 수행하였다.
  연구는 아일랜드의 트리니티대학(Trinity College), 미국의 텍사스 주립대학(Texas A&M), 영국의 옥스퍼드 대학(Oxford University), 영국의 왕립 임페리얼대학 (Imperial College)과 공동으로 수행되었다.