KPI뉴스 - 계명대 화학공학과, 적외선 나노소재 개발

  • 구름많음강화25.7℃
  • 맑음상주25.7℃
  • 맑음서귀포27.3℃
  • 맑음여수26.8℃
  • 맑음동해23.9℃
  • 맑음영주23.5℃
  • 맑음고창26.1℃
  • 맑음금산24.8℃
  • 맑음영덕24.6℃
  • 맑음부여24.8℃
  • 맑음광양시25.7℃
  • 맑음함양군24.3℃
  • 흐림인제22.5℃
  • 맑음홍성27.1℃
  • 맑음보령26.8℃
  • 맑음이천26.7℃
  • 맑음합천26.2℃
  • 맑음남해25.1℃
  • 맑음수원25.9℃
  • 맑음봉화23.1℃
  • 맑음해남24.1℃
  • 구름많음백령도24.4℃
  • 맑음전주27.5℃
  • 맑음대전26.3℃
  • 맑음김해시27.1℃
  • 맑음청송군25.0℃
  • 맑음영광군26.2℃
  • 맑음추풍령23.5℃
  • 맑음세종25.3℃
  • 맑음북부산26.4℃
  • 흐림홍천24.9℃
  • 구름많음양평25.4℃
  • 맑음임실24.0℃
  • 맑음진주26.5℃
  • 맑음통영26.3℃
  • 맑음제주28.3℃
  • 흐림파주25.2℃
  • 맑음고창군25.7℃
  • 맑음의성26.0℃
  • 맑음울진24.5℃
  • 맑음군산25.5℃
  • 구름많음대관령22.5℃
  • 맑음정읍26.6℃
  • 맑음고흥24.4℃
  • 박무북춘천24.0℃
  • 맑음흑산도25.6℃
  • 맑음울릉도28.9℃
  • 맑음밀양26.9℃
  • 맑음서산26.5℃
  • 맑음서청주23.9℃
  • 맑음거제26.6℃
  • 맑음진도군25.8℃
  • 흐림동두천25.2℃
  • 맑음안동26.3℃
  • 맑음창원26.0℃
  • 맑음천안24.2℃
  • 맑음고산26.6℃
  • 맑음산청25.1℃
  • 맑음의령군26.4℃
  • 맑음포항26.6℃
  • 구름많음속초23.1℃
  • 구름많음원주25.8℃
  • 맑음충주25.5℃
  • 맑음목포26.5℃
  • 맑음광주27.2℃
  • 맑음성산26.9℃
  • 맑음거창24.8℃
  • 구름많음춘천23.7℃
  • 맑음강릉23.5℃
  • 맑음대구28.5℃
  • 맑음영천27.9℃
  • 맑음문경24.9℃
  • 구름많음영월24.7℃
  • 맑음태백22.6℃
  • 맑음부산27.4℃
  • 맑음완도25.7℃
  • 맑음부안26.3℃
  • 맑음남원25.1℃
  • 맑음보은24.3℃
  • 맑음양산시27.6℃
  • 맑음청주27.5℃
  • 구름많음철원23.8℃
  • 맑음제천23.8℃
  • 맑음경주시25.9℃
  • 구름많음북강릉23.1℃
  • 맑음순창군24.6℃
  • 맑음북창원27.9℃
  • 맑음순천23.0℃
  • 구름많음인천26.6℃
  • 맑음장수22.5℃
  • 구름많음정선군24.2℃
  • 맑음구미26.6℃
  • 맑음울산27.4℃
  • 구름많음서울26.6℃
  • 맑음장흥25.3℃
  • 맑음강진군25.0℃
  • 맑음보성군25.0℃

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]