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국내연구진, 과학계 대표난제 '핫홀' 실시간 관측에 성공

2020-10-26기사 편집 2020-10-26 14:20:07      장진웅 기자 woong8531@daejonilbo.com

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기초과학지원연·KAIST…고효율 에너지소자 개발 등에 응용 기대

첨부사진1[사진=대전일보DB]

세계 과학계 대표 난제로 꼽히는 '플라즈모닉 핫홀(핫홀)'의 실시간 관측을 국내 연구진이 세계 최초로 해냈다. 차세대 고효율 에너지 소자를 개발하거나 바이오센서 감도 향상 등에 도움이 될 전망이다.

26일 한국기초과학지원연구원에 따르면 소재분석연구부 이문상 박사 연구팀과 KAIST 화학과 박정영 교수 연구팀을 공동연구를 통해 핫홀의 생성부터 소멸까지 전체 과정을 세계 최초로 실시간 관측하는 데 성공했다.

연구진은 핫홀을 관찰하기 위해 금속-반도체 접합 나노다이오드를 만들어 빛에 의한 표면 변화를 분석했다. 그 결과, 금속 표면의 전자들이 집단으로 진동하는 현상에 의한 핫홀을 실시간 관찰할 수 있었다. 핫홀은 나노미터(10억분의 1m)·펨토초(1000조분의 1초)의 초미세·초단시간 수준에서 일어나는 빛과 금속 표면 반응으로, 화학 반응을 촉진하는 것으로 알려졌다.

세계적으로도 극소수의 연구팀만이 간접적인 방법으로 핫홀의 발생 양상을 유추하는 정도의 연구 방법만이 알려져 있었는데, 국내 연구진의 이번 관측은 미세 영역의 분석 난제를 해결했다는 평가다.

이문상 박사는 "그동안 이론적 계산과 간접적 실험 방법으로만 유추할 수밖에 없었던 핫홀의 거동을 실시간으로 관찰해 기초적인 메커니즘을 밝혀낸 것에 이번 연구의 큰 의의가 있다"고 말했다. 이어 "차세대 인공광합성 소자, 초고효율 광촉매 개발, 에너지 저장 소자 개발, 초고감도 바이오 광센서 개발 등 다양한 분야의 연구 개발에서 활용될 것으로 기대한다"고 소개했다.장진웅 기자



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