KPI뉴스 - 계명대 화학공학과, 적외선 나노소재 개발

  • 맑음봉화13.1℃
  • 맑음거창15.1℃
  • 맑음광주20.0℃
  • 맑음청주19.5℃
  • 구름많음남해22.3℃
  • 맑음춘천14.3℃
  • 맑음강릉18.4℃
  • 구름많음포항22.8℃
  • 맑음함양군15.0℃
  • 맑음울진20.4℃
  • 흐림서귀포25.4℃
  • 맑음백령도20.7℃
  • 맑음의성15.6℃
  • 맑음고창군17.1℃
  • 맑음영광군17.4℃
  • 구름많음의령군20.3℃
  • 맑음순천15.1℃
  • 흐림김해시22.6℃
  • 맑음문경15.1℃
  • 맑음합천17.9℃
  • 구름많음울릉도21.5℃
  • 맑음서울19.0℃
  • 맑음밀양22.9℃
  • 맑음부안18.3℃
  • 구름많음해남20.6℃
  • 구름많음경주시22.0℃
  • 맑음충주14.8℃
  • 맑음광양시22.4℃
  • 맑음흑산도23.1℃
  • 맑음안동15.3℃
  • 맑음서청주16.8℃
  • 맑음여수23.0℃
  • 맑음영월14.3℃
  • 맑음장흥19.1℃
  • 흐림완도23.0℃
  • 맑음전주18.8℃
  • 구름많음통영22.1℃
  • 맑음영덕19.8℃
  • 맑음인제16.2℃
  • 구름많음양산시23.8℃
  • 맑음홍천16.1℃
  • 맑음강진군20.2℃
  • 맑음파주16.5℃
  • 맑음속초19.4℃
  • 맑음산청16.2℃
  • 맑음고창18.0℃
  • 맑음군산19.4℃
  • 구름많음북창원23.0℃
  • 맑음세종17.1℃
  • 맑음보은14.3℃
  • 맑음구미18.5℃
  • 맑음진주19.1℃
  • 흐림고산23.6℃
  • 맑음대관령14.8℃
  • 구름많음거제22.8℃
  • 맑음수원19.4℃
  • 비제주23.6℃
  • 흐림동해21.4℃
  • 맑음추풍령15.4℃
  • 맑음진도군21.5℃
  • 맑음대구21.1℃
  • 맑음제천12.6℃
  • 맑음청송군16.1℃
  • 흐림울산21.3℃
  • 흐림태백16.3℃
  • 흐림부산23.5℃
  • 맑음홍성19.6℃
  • 맑음정읍17.0℃
  • 맑음영천19.3℃
  • 맑음부여18.1℃
  • 맑음임실14.7℃
  • 맑음양평17.8℃
  • 맑음철원14.7℃
  • 맑음고흥21.0℃
  • 맑음상주15.8℃
  • 맑음천안15.7℃
  • 맑음북춘천14.4℃
  • 맑음원주16.9℃
  • 맑음대전18.4℃
  • 맑음남원20.5℃
  • 흐림북부산23.7℃
  • 맑음금산15.8℃
  • 맑음강화19.4℃
  • 맑음순창군17.0℃
  • 흐림창원22.9℃
  • 맑음서산17.8℃
  • 맑음북강릉18.8℃
  • 맑음동두천16.5℃
  • 맑음인천19.9℃
  • 맑음장수12.9℃
  • 맑음보성군18.8℃
  • 맑음목포21.0℃
  • 맑음보령20.2℃
  • 맑음정선군17.0℃
  • 맑음이천16.8℃
  • 흐림성산24.8℃
  • 맑음영주15.6℃

계명대 화학공학과, 적외선 나노소재 개발

전주식 기자 Google구글에서 선호하는 출처로 추가
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]