나노기술 및 정책 정보

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● 호주 The ARC Centre of Excellence in Exciton Science의 Jacek Jasieniak 교수 연구팀은 단일 황화물(SnS) 나노시트를 사용하여 지금까지 제작한 것들 중에 가장 얇은 X선 검출기를 개발

● X선 검출기는 병원에서 부러진 뼈 및 기타 질병을 확인하기 위해 신체를 스캔하는 하드 X선과 살아있는 세포와 세포 내 단백질을 연구하는데 사용되는 소프트 X선으로 구분하며, 소프트 X선은 입자 가속기인 Synchrotron을 사용하여 수행될 수 있지만, 값비싼 비용으로 인프라 구성에 한계점 보유 

● 최근 싱크로트론이 없는 소프트 X선 레이저의 발전으로 저렴한 휴대용 탐지 시스템을 설계할 수 있게 되었지만, 이를 위해선 소프트 X선에 매우 민감하고, 뛰어난 공간해상도를 제공해야 하며, 효율적인 비용의 X선 검출기 재료가 필요

● 연구팀은 액체 금속 박리 방법을 사용하여 소프트 X선 광자를 효율적으로 검출할 수 있는 고품질의 얇은 두께와 넓은 면적을 가진 나노시트를 생산하였고, 해당 나노시트의 민감도는 초박막 층을 쌓는 과정에서 더욱 향상시키는 것이 가능    

● SnS 나노시트는 높은 광자 흡수계수를 가지고 있어 감도가 높고 응답시간이 빠른 초박형 X선 검출기를 제작하는데 사용이 가능하며, 소프트 X선 영역에 걸쳐 감도를 조정할 수 있어 다른 후보 물질(메탈 핼라이드 페로브스카이트)보다 훨씬 더 민감한 것으로 확인 

● 연구팀이 만든 SnS X선 검출기는 두께가 10nm(나노미터) 미만이며, 이전에 만들어진 가장 얇은 X선 검출기보다 2~5배 가량 얇으며, 밀리미터 초 이내에 매우 빠르게 반응

● 연구팀은 향후 SnS X선 검출기를 활용하여 단백질과 세포가 진화하고 움직이는 것을 실시간 영상으로 볼 수 있을 것으로 기대 

※ 용어설명

- 나노시트(nanosheet): 나노미터(nm) 수준의 두께를 갖는 시트형 나노 재료

- 싱크로트론(Synchrotron): 시간에 따라 자기장과 전기 진동기의 진동수가 변하여 원운동을 하는 대전 입자의 반지름을 일정하게 유지하게 하는 입자 가속기 

※ Advanced Functional Materials 게재(2021.10.27.), “Soft X-ray Detectors Based on SnS Nanosheets for the Water Window Region”