나노기술 및 정책 정보

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● 인하대학교 신소재공학과의 함명관, 이문상 교수, 남승현 대학원생과 중앙대학교의 손형빈 교수 공동 연구팀이 세계 최초로 2차원 적층 나노물질의 가장자리나 결정립계에 존재하는 결함의 분석을 통해 선결함을 시각화

● 연구팀은 물질의 결정학적 구조와 품질을 분석하는 라만분광법을 기반으로 비스무스옥시셀레나이드(Bi₂O₂Se) 플레이크의 결정구조를 분석

● 그 결과, 다른 단결정 물질과 다르게 물질의 가장자리나 결정립계에 산소 원자의 형태로 존재하는 결함에서만 확인되는 포논(Phonon) 모드를 발견하였고, 그래핀·흑연의 가장자리에 존재하는 결함이 포논 모드와 유사함을 확인

● 또한, 라만분광법의 이미지 맵핑을 이용해 물질의 결함에서만 확인되는 포논 모드를 시각화함.

● 전자현미경 등을 이용한 기존 분석 방식은 복잡하고 시료를 파괴하는 단점이 있으나 이를 보완해 보다 빠르고 효과적인 비파괴 검사법을 도입함으로써 2차원 적층 나노물질에 대한 결함을 연구하는 데 성공

● 해당 연구 성과는 향후 다른 2차원 적층 재료에 대한 연구에서도 적외선 활성모드에서 결함에 의해 라만 활성모드를 일어나게 하는 메커니즘과 2차원 적층 재료의 전자구조를 밝히는 데 기여할 것으로 기대

※ 용어설명

- 라만 분광법: 라만 효과에 의해 발생하는 특수한 빛의 배열을 측정하는 기술

- 포논(Phonon): 고체 결정 격자의 양자화된 진동을 나타내는 것으로 준입자처럼 행동

※ ACS Nano 게재(2022.02.16.)