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도쿄(東京)대학 대학원 종합문화연구과 부속 첨단과학연구기구, 교토(京都)대학 등의 공동 연구그룹이 ‘적외 다각적 입사 분해 분광법(Infrared Multiple-Angle Incidence Resolution Spectrometry, MAIRS법)’이라는 새로운 적외분광법을 이용하여, 지금까지 연구가 어려웠던 ‘초고진공·저온으로 제작한 비정질 박막’의 분자 구조를 조사하는 방법을 개발함. 개발된 장치를 이용하여 6K(-267℃)의 비정질 아산화질소(N2O) 박막을 분석한 결과, 박막 내에서 N2O 분자는 기판법선으로부터 평균 65°기울어져 배향되고 있는 것을 확인함. N2O 박막은 진공증착법으로 제작하면 107-108 Vm-1 (N2O 1분자층당 +3mV ~ +32 mV)라는 거대한 전기장이 형성되는 것으로 알려져 있으며, 본 연구에 의해 N2O 박막의 전기적 성질과 분자 구조를 연결시켜 이해할 수 있게 됨. 진공증착법은 유기 반도체 등의 기능성 유기 박막 제작에도 이용되고 있으며, 또한 극저온 기판에 진공증착법으로 제작한 비정질 분자성 고체(H2O, CO, CO2, NH3 등)의 박막은 우주를 부유하는 빙성간진(氷星間塵)의 모의 물질로 연구되고 있음. 향후 이러한 물질에 대해 ‘적외 MAIRS 법’을 이용한 분석을 실시함으로써 관련 연구가 크게 발전될 것으로 기대됨.

본 연구 성과는 ‘The Journal of Physical Chemistry Letters’ (“Quantitative Anisotropic Analysis of Molecular Orientation in Amorphous N2O at 6K by Infrared Multiple-Angle Incidence Resolution Spectrometry”) 지에 게재됨.