나노입자만 만드는 줄 알았더니…절연체 금속으로 바꾸는 '엑솔루션' 작성일 06-22 45 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="0h06UQgRRB"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="8f0cd39bdbf27d5b86f8d6b133a645c5379fa405916f54935b63c2a90210268b" dmcf-pid="plpPuxaeeq" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="국내 연구팀이 산화물 박막에서 나노입자를 석출하는 기술이 산화물 박막 물성 자체를 바꾸는 원리를 규명했다. ChatGPT 생성 이미지." class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202606/22/dongascience/20260622120753197yjyc.png" data-org-width="680" dmcf-mid="FlzebJkLRK" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202606/22/dongascience/20260622120753197yjyc.png" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 국내 연구팀이 산화물 박막에서 나노입자를 석출하는 기술이 산화물 박막 물성 자체를 바꾸는 원리를 규명했다. ChatGPT 생성 이미지. </figcaption> </figure> <p contents-hash="20ae91086f3ddc7048b0b6131eebd20d0e85d60e65a7068517d6489d194b76af" dmcf-pid="USUQ7MNdLz" dmcf-ptype="general">전기가 거의 통하지 않던 물질인 절연체가 금속처럼 변하는 원리가 밝혀졌다. 물질 내 금속 이온이 표면으로 빠져나와 금속 나노입자로 석출되는 ‘엑솔루션’ 과정이 내부 전자 구조까지 바꿔 전자기적 성질을 동시에 변화시킨다는 사실이 확인됐다.</p> <p contents-hash="2b2eeb34c1cbb3898dc9e349501b6f6935b5a6f5adfb73c9143b2de5026de805" dmcf-pid="uNvUy78Bd7" dmcf-ptype="general"> 포스텍은 한현·이동화 신소재공학과 교수팀과 오상호 한국에너지공대 교수팀이 산화물 박막이 엑솔루션에 의해 전기 전도성과 자기적 특성이 급격히 변하는 과정을 규명했다고 22일 밝혔다. 산화물은 산소가 다른 원소와 결합한 화합물이다. 연구결과는 국제학술지 '어드밴스드 머티리얼즈'에 지난달 18일 게재됐다. </p> <p contents-hash="9dbb64adfd8c97591fa6f42f0817f15a5acbd56871d97a2dd6bcc63fe71aea62" dmcf-pid="7jTuWz6bMu" dmcf-ptype="general"> 엑솔루션을 통해 형성된 나노입자는 산화물 표면에 일부 박힌 형태로 자리잡는다. 표면에 얹어 봍이는 일반 나노입자보다 안정성이 높아 연료전지·촉매 등 에너지 소재 분야에서 주목받는다. 엑솔루션이 산화물 자체의 전자기적 성질을 어떻게 바꾸는지는 충분히 밝혀지지 않았다.</p> <p contents-hash="a294aaa337113cf1b256bbf415592624bba80a460f22c78084c532544fd63276" dmcf-pid="zAy7YqPKiU" dmcf-ptype="general"> 연구팀은 엑솔루션 현상을 정밀하게 관찰하고자 새로운 산화물 박막 모델을 설계했다. 설계한 박막은 일부 원자 자리가 비어 있는 '결함'이 있고 여러 원소가 섞인 복잡한 구조다. 초기 상태에서는 전기가 잘 통하지 않는 절연체 성질을 보였다. </p> <p contents-hash="01a178a43c3cf83b78488b96816d12efddc810df9f79cc13df74c7fdea722b26" dmcf-pid="qcWzGBQ9Lp" dmcf-ptype="general"> 박막에 엑솔루션을 유도하자 박막 내부와 표면에 니켈 나노입자가 형성됐다. 결함 구조가 재배열되며 전자 구조가 바뀐 결과 전자가 풍부한 금속 상태로 변화했다. 실제 전기 저항이 1000분의 1 이하로 줄어 절연체에서 금속으로 전이됐음이 분명하게 확인됐다.</p> <p contents-hash="71bec3705daed635688d07b5463fb491b7431b86d848c4a086f60a6fe8e7d63d" dmcf-pid="BkYqHbx2L0" dmcf-ptype="general"> 특히 자기적 성질이 달라지는 과정이 관찰됐다. 초기 박막은 외부 자기장에 약하게 반응하는 '반자성'에 가까운 상태였지만 엑솔루션 이후에는 니켈 나노입자의 상호작용으로 상온에서 '초상자성'이 나타났다. 초상자성은 나노입자가 외부 자기장이 있을 때는 같은 방향으로 자성을 띠지만 자기장이 사라지면 자기 방향이 다시 무질서해지는 성질이다.</p> <p contents-hash="d071cf33116b53ed24c8a08b1225488a2d278eeadc6fe7ee17e16e9d5302e297" dmcf-pid="bEGBXKMVi3" dmcf-ptype="general"> 연구팀은 엑솔루션이 단순히 표면에 금속 나노입자를 형성할 뿐 아니라 산화물 내부 결함과 전자 구조를 재구성해 물성을 제어할 수 있음을 보여준다고 설명했다. 엑솔루션을 저항 변화 기반 메모리·자기 센서·산화물 스핀트로닉스 소자 등 차세대 기능성 소자 개발에 활용될 수 있을 것으로 기대했다.</p> <p contents-hash="b1e01db6928de3f46ef8664ab9a7b96748a86819efaddabbea9db1750c8f3640" dmcf-pid="KDHbZ9RfRF" dmcf-ptype="general"> 한현 교수는 “향후 전자소자나 스핀트로닉스 소자 설계에도 중요한 기반이 될 것”이라고 말했다.</p> <p contents-hash="b25678073be29fd3d6c52bf2e6a51541b8f0224f42030c26919f614c6ecfb121" dmcf-pid="9wXK52e4nt" dmcf-ptype="general"> <참고 자료><br> doi.org/10.1002/adma.202600031</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="2e50520532c3f3d03d35c531b3deba4e4eb50d47b05142b35dca7f73c2076165" dmcf-pid="2rZ91Vd8i1" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="왼쪽부터 정해성 석박통합과정생, 윤효진 박사후연구원, 한현 교수, 정몽준 석박통합과정생, 김성일 석사과정생. 포스텍 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202606/22/dongascience/20260622120754511iabo.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="3X9nVorNnb" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202606/22/dongascience/20260622120754511iabo.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 왼쪽부터 정해성 석박통합과정생, 윤효진 박사후연구원, 한현 교수, 정몽준 석박통합과정생, 김성일 석사과정생. 포스텍 제공 </figcaption> </figure> <p contents-hash="30388cee0625ef565d73aa9ee995c3fb0dc25959678e0e5d1c438712336210e8" dmcf-pid="Vm52tfJ6R5" dmcf-ptype="general">[문혜원 기자 moony@donga.com]</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 동아사이언스. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 카카오게임즈, 김태환·이시우 공동대표 체제 출범…외연 확장 본격화 06-22 다음 양자컴 이용한 해킹 막아라…'양자내성암호' 검증 플랫폼 마련 06-22 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
