KPI뉴스 - 계명대 화학공학과, 적외선 나노소재 개발

  • 구름많음목포27.4℃
  • 맑음영덕30.0℃
  • 흐림창원28.3℃
  • 흐림진도군26.2℃
  • 맑음영월27.8℃
  • 구름많음북창원28.8℃
  • 맑음양평27.4℃
  • 맑음대구30.8℃
  • 맑음안동27.7℃
  • 흐림백령도24.3℃
  • 구름많음고창군28.7℃
  • 구름많음장흥27.1℃
  • 맑음상주27.6℃
  • 맑음충주28.6℃
  • 구름많음산청27.6℃
  • 맑음서청주28.8℃
  • 구름많음진주27.4℃
  • 구름많음완도27.7℃
  • 맑음북부산29.2℃
  • 맑음제천26.3℃
  • 맑음성산27.5℃
  • 맑음정읍29.4℃
  • 맑음문경27.3℃
  • 맑음전주29.8℃
  • 맑음홍천25.2℃
  • 맑음속초31.9℃
  • 구름많음양산시29.8℃
  • 구름많음여수27.4℃
  • 구름많음의령군28.7℃
  • 맑음북강릉31.7℃
  • 맑음보은26.1℃
  • 구름많음순창군28.3℃
  • 구름많음고흥28.2℃
  • 맑음광주28.8℃
  • 맑음울릉도29.5℃
  • 맑음구미29.8℃
  • 구름많음순천26.9℃
  • 구름많음인제26.0℃
  • 맑음강화27.4℃
  • 맑음청송군28.8℃
  • 구름많음동두천27.0℃
  • 맑음수원29.1℃
  • 구름많음보성군27.9℃
  • 맑음원주28.1℃
  • 맑음금산27.5℃
  • 맑음정선군27.4℃
  • 구름많음영광군28.6℃
  • 흐림흑산도25.2℃
  • 맑음이천28.6℃
  • 맑음장수27.3℃
  • 구름많음해남28.1℃
  • 구름많음제주29.1℃
  • 박무북춘천25.9℃
  • 맑음청주29.7℃
  • 맑음임실27.7℃
  • 맑음대전29.6℃
  • 구름많음거제26.8℃
  • 맑음보령30.0℃
  • 맑음부여28.4℃
  • 맑음영천28.4℃
  • 구름많음부산28.0℃
  • 구름많음함양군26.8℃
  • 구름많음남원29.4℃
  • 맑음세종28.9℃
  • 구름많음봉화26.5℃
  • 맑음서산29.4℃
  • 구름많음서울28.6℃
  • 흐림춘천25.9℃
  • 맑음동해32.1℃
  • 구름많음통영27.3℃
  • 맑음울진31.0℃
  • 구름많음합천28.8℃
  • 구름많음군산29.1℃
  • 맑음울산29.3℃
  • 맑음경주시29.6℃
  • 구름많음강진군28.7℃
  • 구름많음영주26.2℃
  • 맑음의성28.6℃
  • 구름많음부안29.2℃
  • 맑음홍성29.6℃
  • 맑음태백26.9℃
  • 맑음천안28.1℃
  • 맑음포항29.5℃
  • 구름많음인천29.1℃
  • 맑음대관령25.1℃
  • 구름많음고산26.0℃
  • 구름많음고창28.7℃
  • 맑음김해시29.1℃
  • 맑음추풍령27.1℃
  • 맑음강릉31.2℃
  • 흐림파주25.8℃
  • 맑음밀양30.2℃
  • 구름많음남해27.4℃
  • 구름많음광양시27.1℃
  • 구름많음서귀포27.3℃
  • 흐림철원26.4℃
  • 맑음거창28.2℃

계명대 화학공학과, 적외선 나노소재 개발

전주식 기자
기사승인 : 2025-08-29 10:02:51
초고속 충격 환경에서도 안정적 작동
상대적으로 저렴한 Sn(II) 전구체 사용
대량 합성·재료 공급망 안정성 확보 가능

계명대는 화학공학과 조신흠 교수 연구팀(박도윤 석사과정, 강주현 학석사연계과정)과 기계공학과 김익현 교수 연구팀이 초고속 충격 환경에서도 안정적으로 작동하는 적외선 플라즈모닉 반도체 나노소재를 개발했다고 29일 밝혔다.

이번 연구는 미국 오크리지국립연구소(Oak Ridge National Laboratory)와의 국제 공동연구 성과로, 국제학술지 ACS Applied Materials & Interfaces(IF 8.2)에 온라인 게재됐다.

연구팀은 인듐-주석 산화물(Sn:In₂O₃) 나노결정을 활용해 강력한 적외선 플라즈몬 공명(LSPR) 특성을 발현하면서 마하 1.7 수준의 항공 초음속 충격파 환경에서도 구조적·전자적 메모리셀 디바이스 안정성을 유지함을 입증했다.

논문 제목은 "Valency-Conserved Doping in Infrared Plasmonic Nanocrystals for Supersonic Shock-Resistant Multi-Level Cell Modulation"(적외선 플라즈모닉 나노결정의 산화수 보존 도핑을 통한 초음속 충격 저항 다중 레벨 셀 변조)이다.

연구팀은 기존 고가의 Sn(IV) 전구체 대신 상대적으로 저렴한 Sn(II) 전구체를 사용하면서도 동일한 도핑 효과가 발현됨을 과학적으로 규명했다.

 

▲ 계명대 조신흥 교수(중앙)가 학생들과 연구과제를 설명하고 있다. [대학측 제공}

 

실험 결과 Sn(II)와 Sn(IV) 전구체로 합성한 나노결정은 자유전하 농도와 LSPR 흡수 특성이 거의 같았고, 이는 향후 대량 합성과 재료 공급망 안정성 확보에 중요한 근거가 될 것으로 전망된다.

특히 소재는 864K 고온과 2MPa 고압 환경에서 반복되는 초음속 충격에도 산화 안정성을 유지하며, 플래시 메모리셀 소자의 다중 레벨 셀(Multi-Level Cell, MLC) 동작이 가능함을 확인했다.

이 기술은 차세대 반도체 메모리와 광전자 소자 개발은 물론, 극한 환경에서도 안정적인 성능을 유지할 수 있다는 점에서 의의가 크다.

특히 유리 기판 기반 Silicon-on-Glass 집적 기술과 결합할 경우 HBM(High Bandwidth Memory)과 GPU용 메모리 등 차세대 고집적 반도체 패키징에도 새로운 가능성을 제시할 것으로 전망된다.

조신흠 교수는 "이번 연구 성과는 항공우주, 방위산업 분야에서도 폭넓게 활용 가능하다"며 "고속 미사일 적외선 탐지 필터, 항공기 스텔스 소재, 자율주행 LiDAR 센서 등 적외선 기반 정밀 탐지와 제어가 필요한 분야에서 솔루션을 제공할 것"이라고 밝혔다.

연구에는 계명대 전략융합나노화학물 연구그룹 박도윤 석사과정생이 제1저자로 참여했으며, 충격파·기체역학 실험실 김익현 교수와 조신흠 교수가 공동 교신저자로 참여했다. 연구는 계명대 RISE 사업과 한국연구재단 우수신진연구 지원으로 수행됐다.

 

KPI뉴스 / 전주식 기자 jschun@kpinews.kr

 

[저작권자ⓒ KPI뉴스. 무단전재-재배포 금지]