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‘규칙적 결함’으로 반도체·배터리 소재 성능 높인다

출처:news1

국내 연구진이 해외 연구진과 공동으로 촉매나 배터리 전극 등에 사용되는 첨단 기능성 소재의 성능을 향상시킬 수 있는 혁신적인 나노 기술인 보도블록처럼 결정이 규칙적으로 배열돼 성능이 대폭 향상된 ‘나노 다결정 소재’를 합성하는 데 성공했다. 다결정 소재는 수많은 작은 결정 알갱이들이 엉겨 붙어 만들어진 소재로, 가격이 저렴하고 손쉽게 만들 수 있어 태양전지의 원료인 폴리실리콘이나 배터리의 흑연 전극 등 산업에서 다양하게 활용된다. 연구팀은 다결정 소재의 결정 알갱이를 규칙적으로 배열해 다결정 소재의 물성을 결정하는 핵심요소인 ‘경계결함’을 균일하게 만들고, 더 나아가 원하는 대로 경계결함의 밀도와 구조를 제어해 소재의 물성을 조절하는 데 성공하여 소재의 성능을 개선할 수 있다. 이 합성법으로 금속과 세라믹을 포함한 다양한 결정재료에 적용하여 다양한 첨단 가능성 소재 성능 향상에 이 기술을 광범위하게 활용할 수 있을 것으로 전망된다. 이번 연구는 그동안 복잡한 구조로 연구가 어려웠던 경계결함과 결정 재료 물성 사이의 상관관게를 체계적으로 연구할 수 있는 기반을 마련했다는 점에서 큰 평가를 받는다. 다결정 소재의 결정 알갱이 간의 경계에 생기는 미세한 틈인 경계결함을 이용한 합성법을 개발하여 다양한 최첨단 가능성 소재에 쓰인다는 점이 매우 놀랍고 또한 이 기사를 통해 나노 다결성 소재를 이용하는 무궁무진한 미래전망에 대한 기대도 가지게 되었다. 이외에도 다른 다양한 나노 기술에 대해 알아보고 싶다는 생각도 들었다.