나노기술 및 정책 정보

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● 미국 University of Chicago의 Dmitri V. Talapin 교수 연구팀이 나노결정들을 묶고, 사이의 간격을 줄여 나노결정 사이사이에 자라나는 털을 제거하는 방안을 개발

● 현재 과학자들은 다양한 재료를 가지고 나노결정을 성장시킬 수 있으며, 금속, 반도체 및 자석 등은 각각 다른 특성을 생성

● 하지만, 이러한 나노결정을 함께 어레이로 조립하려고 할 때마다 새로운 초결정이 주변 긴 ‘털’과 함께 자라나고, 이러한 털은 전자가 한 나노결정에서 다른 나노결정으로 이동하는 것을 방해

● 이에 연구팀은 나노결정들을 단단히 묶어 간격을 줄이는 방법을 고안하였으며, 간격이 3배 정도 작아지면 전자가 건너뛸 확률이 약 10억 배 높아지는 것을 확인

● 먼저 털을 제거하기 위해 원자 수준에서 어떠한 현상이 일어나고 있는지 확인하고자 하였으며, 엑스레이와 화학 시뮬레이션 및 모델을 활용

● 확인 결과, 초결정을 성장시키는 과정 일부는 용액, 즉 액체에서 수행되며 결정이 성장함에 따라 기체, 액체 및 고체상이 모두 공존하는 비정상적인 변형 단계를 겪는다는 것을 확인

● 연구팀은 이러한 단계의 화학적 성질을 정밀하게 제어함으로써 훨씬 더 밀접하게 묶을 수 있고, 더 단단하고 얇은 외간 결정을 생성

● 해당 연구 성과는 나노입자 뿐만 아니라 양자 컴퓨터의 큐비트를 어레이에 결합하는 방안으로도 응용 가능

※ Science 게재(2022.03.24.), “Self-assembly of nanocrystals into strongly electronically coupled all-inorganic supercrystals”