나노기술 및 정책 정보

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산업기술종합연구소(AIST) 등 공동연구팀이 새로 개발 한 전자 현미경을 사용하여 기존보다 두 자리수 이상 향상된 공간 분해능으로 물질의 가장 기본적인 특성 중 하나인 원자의 진동(격자 진동)을 파장으로 측정하는 방법을 개발함. 그 결과, 원자 1개 두께 밖에 안 되는 그래핀 1개의 격자 진동을 최초로 측정함. 격자 진동은 열전도, 전기 전도성, 광학적 특성 등 재료의 성질에 깊이 관련되어 있기 때문에 나노 재료의 디바이스 응용을 위해서는 상세한 이해가 필수적이지만, 기존 기술로는 대량의 시료로부터 평균적인 신호를 얻을 수밖에 없었으며 측정 가능한 시료에도 한계가 있었음. 개발된 기술은 원자를 구성하는 원자핵과 전자의 위치가 원자의 진동에 의해 약간 어긋나는 점을 이용하여 격자 진동 에너지와 운동량을 측정하는 방법임. 본 기술을 이용하면 원리적으로는 모든 재료의 격자 진동을 10nm의 국소 영역에서 측정 할 수 있으며, 지금까지 이론 계산이 선행된 다양한 나노 재료의 격자 진동을 직접 측정 할 수 있기 때문에, 재료 과학의 발전에 크게 공헌 할 수 있음. 또한 공학적으로는 격자 진동이 직접적으로 성능에 영향을 미칠 열전 소자, 광전자 장치, 초전도체 등의 연구 개발에 기여할 것으로 기대됨.

본 연구 성과는 ‘Nature’ 지에 게재됨