나노기술 및 정책 정보

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● 오스트리아 Friedrich Aumayr 교수(Vienna University of Technology) 연구팀은 단원자층 또는 몇 개의 원자층으로 구성된 초박소재(그래핀, MoS2 등)를 대상으로 고전하 이온을 통과시킬 때 물질의 전자 이동성과 발사체의 전하 상태에 따라 소재 손상 발생 여부를 추정할 수 있는 모델을 개발

● 연구팀은 불활성기체(제논 등) 원자에서 다수의 전자를 제거해 전하가 30~40배 높은 이온을 만든 후 가속시켜 소재 층에 투사시킨 결과, 재료에 따라 변화 없이 재료층을 관통하거나 완전히 파괴되어 수 나노미터 직경의 구멍이 형성되는 것을 발견

● 충돌 시에 이온이 소재에서 다수의 전자를 빼앗음으로써 소재 층에 양전하 영역을 형성하는데, 그래핀과 같이 전자이동도가 높은 물질에서는 국부 양전하가 단시간 내에 평형을 이루는 반면, 전자이동도가 낮은 MoS2 등에서는 투사체 충돌 후 양전하 원자 상호간 척력이 발생해 소재에 나노 크기 기공이 발생

● 따라서 연구팀은 이온 통과 시 소재의 전자이동도와 이온의 하전 상태가 소재 손상 여부를 좌우한다는 사실을 밝혔으며, 이러한 특성을 응용하면 나노기공이 들어간 분자체를 제작하는 등 나노스케일 소재 정밀조작이 가능할 것으로 기대

Nano Letters(2022.11.18.), Model for Nanopore Formation in Two-Dimensional Materials by Impact of Highly Charged Ions