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| 한국연구재단이 주목한 연구는? | |||
| 작성자 | 대외협력과 | 작성일 | 2017-02-20 |
| 조회수 | 829 | ||
| 한국연구재단이 주목한 연구는? | |||||
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대외협력과 |  |
2017-02-20 |  |
829 |
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저온 센서는 온도변화를 저항으로 측정하는 소자를 말한다. 일반적으로 온도에 따라 저항변화율이 큰 실리콘이 재료로 쓰인다. 한국연구재단(이사장 조무제)은 2월 20일 이 같은 장 교수의 연구결과를 각 언론을 통해 공식 발표했다. 미래창조과학부·한국연구재단 기초연구사업지원으로 수행된 장 교수 연구 논문은 국제적인 학술지 에이씨에스 나노(ACS Nano) 1월 27일자에 게재됐다. 한국연구재단에 따르면, 장 교수 연구팀이 개발한 저온센서는 기존의 센서 소재인 실리콘에 금나노입자를 입혔다. 온도센서는 온도가 변화할 때 저항값의 변화가 클수록 온도 측정에 유리하다. 실리콘을 기반으로 한 기존의 온도센서는 영하 263도에서 온도 1도당 20% 미만의 저항 변화율을 보이는 한계를 가지고 있었다. 연구팀은 실리콘 표면을 기존에 알려진 갈바니 대체법을 사용하여 금 나노입자를 형성시켰다. 그리고 금 나노입자의 역할에 따라 실리콘의 전기적·열적 특성이 크게 변화할 수 있음을 확인하였다. 연구결과 기존 센서보다 영하 263∼243도의 극저온 구간에서 온도 변화에 따른 저항 변화율은 100%, 저온 민감도는 5000% 이상 향상되었다. 갈바니 대체법이란 전기적인 신호를 가하지 않고 시료를 특정 금속 이온 용액에 노출 시켰을 때 시료의 표면 에너지 상태에 따라 용액상의 금속 이온이 환원되어 시료 표면에 금속이 형성되게 하는 기법을 말한다. 또한 갈바니 대체법으로 만든 금 나노입자가 극저온 구간에서 실리콘에 전기적으로 저항을 증가시키는 불순물 역할을 한다는 것과 열적으로는 열전도를 방해하여 온도변화에 따른 저항 변화율을 극대화하게 작용하는 특성 메커니즘을 밝혔다. 극저온센서에서 금 나노입자를 덮는 최적의 비율도 제시했다. 연구결과 금 나노입자를 21.9% 덮었을 때 상업적 저온센서(22K에서 22.1 mV/K)보다 2배 이상 저온 민감도가 대폭 향상되었다. 장재원 교수는 “이 연구는 실리콘 물질의 전기적·열적 특성을 손쉬운 공정인 갈바니 대체법으로 금 나노입자를 도입하여 크게 향상시키면서 실리콘 물질의 전기적·열적 특성이 향상되는 메커니즘을 밝혔다.”면서, “냉각소자, 열전소자 등 실리콘 기반 소자에 적용 가능할 것으로 기대된다.”라고 밝혔다. 장 교수는 “어떤 환경이라도 냉철한 분석 및 아이디어를 바탕으로 성실한 연구를 수행한다면 얼마든지 세계 정상급 연구결과를 얻을 수 있다는 자신감을 얻었다.”면서, “이번 연구를 더욱 심화해 금속/반도체 나노 재료의 열-전기 물성 및 활용 연구 분야의 선도 연구그룹으로 자리매김하는 것이 목표.”라고 말했다. 나노 공정 기술과 나노 물성 측정이 전공인 장 교수는 2005년 고려대학교 물리학과 박사학위를 받았으며 고려대 나노과학연구소 연구교수, Northwestern대학 화학과 박사후 연구원, 미국 NanoInk사 연구원 등을 역임했다. 2011년 9월 부경대 물리학과 교수로 임용됐다. 장 교수는 지난 2013년 미국 나노잉크(NanoInk)사 연구진과의 공동연구로 기존 방식보다 간단하고 단백질 변성 가능성도 낮은 바이오칩 제조 기법을 개발해 주목을 받았다. 당시 이 논문도 재료과학 분야 국제학술지 어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈(Advanced Functional Materials)지 속표지로 선정될 정도로 이 분야 연구력을 인정받고 있다. <부경투데이> |
