KPI뉴스 - 계명대 화학공학과, 적외선 나노소재 개발

  • 흐림흑산도19.2℃
  • 구름많음속초18.4℃
  • 흐림충주20.6℃
  • 흐림산청19.2℃
  • 흐림합천20.7℃
  • 흐림거제21.1℃
  • 흐림고창군20.2℃
  • 흐림대전20.2℃
  • 흐림양산시21.4℃
  • 흐림진주20.6℃
  • 흐림여수21.3℃
  • 흐림보성군20.7℃
  • 흐림완도20.8℃
  • 흐림안동21.1℃
  • 흐림남원18.8℃
  • 흐림해남20.4℃
  • 구름많음홍성20.5℃
  • 흐림북강릉18.2℃
  • 맑음동두천22.4℃
  • 흐림의령군20.4℃
  • 흐림부안20.1℃
  • 흐림대구20.4℃
  • 흐림군산19.3℃
  • 흐림거창19.9℃
  • 흐림함양군20.1℃
  • 맑음강화22.0℃
  • 흐림봉화20.0℃
  • 흐림북창원21.9℃
  • 흐림대관령16.7℃
  • 흐림영주20.2℃
  • 흐림상주21.2℃
  • 흐림장흥20.2℃
  • 흐림밀양20.5℃
  • 흐림울진20.3℃
  • 흐림원주20.7℃
  • 흐림보령21.7℃
  • 흐림김해시20.1℃
  • 비북부산21.3℃
  • 구름많음서산20.8℃
  • 흐림임실19.6℃
  • 흐림진도군19.2℃
  • 구름많음춘천22.0℃
  • 구름많음서울21.9℃
  • 흐림서청주20.3℃
  • 맑음파주23.6℃
  • 흐림남해21.8℃
  • 구름많음홍천21.0℃
  • 흐림천안20.4℃
  • 흐림정선군19.8℃
  • 흐림포항19.9℃
  • 흐림동해19.2℃
  • 흐림청송군20.8℃
  • 흐림정읍20.0℃
  • 구름많음인제22.1℃
  • 흐림제천19.8℃
  • 흐림영월21.0℃
  • 흐림제주21.9℃
  • 흐림고산19.3℃
  • 흐림고창20.4℃
  • 흐림목포19.9℃
  • 흐림수원21.3℃
  • 흐림울릉도20.0℃
  • 흐림문경21.0℃
  • 흐림광주20.6℃
  • 비울산19.0℃
  • 흐림구미22.6℃
  • 구름많음북춘천21.7℃
  • 흐림영천19.8℃
  • 흐림전주19.9℃
  • 흐림세종19.3℃
  • 흐림경주시20.5℃
  • 흐림태백17.6℃
  • 흐림이천22.0℃
  • 구름많음양평22.9℃
  • 흐림의성22.0℃
  • 구름많음인천21.9℃
  • 맑음백령도16.5℃
  • 흐림서귀포22.9℃
  • 흐림통영20.6℃
  • 흐림순천18.7℃
  • 흐림금산20.1℃
  • 흐림순창군20.1℃
  • 흐림광양시20.9℃
  • 흐림청주20.7℃
  • 흐림보은20.0℃
  • 흐림성산21.5℃
  • 흐림영광군20.3℃
  • 흐림장수18.0℃
  • 맑음철원21.6℃
  • 흐림강릉18.9℃
  • 흐림추풍령19.1℃
  • 흐림영덕19.7℃
  • 흐림강진군20.5℃
  • 흐림부여20.0℃
  • 비창원21.1℃
  • 박무부산21.0℃
  • 흐림고흥20.5℃

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]