나노기술 및 정책 정보

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● Mark Anayee 교수(Drexel University) 및 Pawel Michalowski 박사(Poland’s Warsaw Institute of Technology and Institute) 연구팀은 이차 이온 질량 분석법을 사용하여 이차원 나노물질 맥신(MXene)과 그 전구체인 MAX 상(phase)을 형성하는 원자층들을 관찰할 수 있는 새로운 기법을 발견

● 이차 이온 질량 분석법은 고체 표면이나 얇은 막 구조에 전하를 띤 입자빔을 연속적으로 주입시켜 방출되는 이온들(스퍼터링 과정)의 질량을 토대로 재료의 구성 물질을 분석하는 방법으로, 옹스트롬 단위의 물체 표면 연구에는 분해능의 한계를 가짐

● 연구팀은 하전 입자빔의 각도 및 에너지와 방출된 이온 측정 방법을 조정하고 샘플 표면을 세척하는 등 이차 이온 질량 분석법을 개선하여 원자층마다 스퍼터링을 가능하도록 하여, 원자 수준의 분해능으로 샘플을 관찰할 수 있게됨

● 또한 이차원 나노물질 맥신(MXene)의 전체 구성 원소를 조절하고 탄소나 산소 또는 금속 원자층의 정확한 위치를 파악하여, 탄소 원자의 최대 30%를 산소로 대체한 옥시카바이드(oxycarbide)라는 새로운 종류의 맥신 형성 과정을 입증

● 이 새로운 기법을 활용하여 5G와 6G 무선통신을 위한 안테나부터 전자기 간섭 차단막, 수소 생산과 저장 및 분리, 투석환자에게 제공할 신장에 이르기까지 다양하게 적용 가능한 새로운 맥신(MXene)과 그 밖의 나노물질을 개발할 수 있을 것으로 기대

Nature Nanotechnology(2022.09.22.), Oxycarbide MXenes and MAX phases identification using monoatomic layer-by-layer analysis with ultralow-energy secondary-ion mass spectrometry