차세대 ‘나노구조체 기계적 물성 분석 기술’ 개발

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성배종
등록 2011-01-24 12:30:00

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‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼스’지 발표, “매우 얇고 작으면서도 질적으로 우수한 나노소자 개발 가능성 열어”

나노구조체의 기계적 물성을 정확히 분석하는 기술이 최근 국내 연구진에 의해 정립되어 현재 보다 더욱 얇고 작으면서도 질적으로는 더 우수한 나노소자를 신뢰성 있게 설계?생산?구동할 수 있는 기반 기술이 확보되었다.

한양대 신소재공학부 장재일 교수와 박원일 교수가 공동으로 주도하고 한국과학기술연구원(KIST)의 최인석 박사가 참여한 이번 연구는 교육과학기술부(장관 이주호)와 한국연구재단(이사장 직무대행 김병국)이 추진하는 중견연구자지원사업(핵심연구)의 지원을 받아 수행되었고, 연구결과는 재료공학분야에서 권위 있는 학술지인 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼스(Advanced Functional Materials)’ 1월호(1월 21일)에 게재되었다.

장재일, 박원일 교수 연구팀은 지금까지 보고된 연구들 중 가장 다양한 크기 범위의 나노선에 대한 실험을 수행하여, 나노선의 기계적 물성을 가장 정확하게 측정할 수 있는 기술을 개발하고 기계적 물성에 미치는 나노선의 크기효과를 체계적으로 정립하는데 성공하였다.

지금까지 전 세계 연구자들은 나노구조체의 기계적 물성을 평가할 수 있는 방법을 찾기 위해 다각도로 연구해왔으나, 물성 값 도출에 큰 오차를 보였고 이에 따라 결과의 해석에서도 큰 이견을 나타내었다.

연구팀은 나노역학 시험법으로 주목받고 있는 원자힘현미경(AFM, Atomic Force Microscope) 굽힘 시험과 나노압입(Nanoindentation) 시험을 동시에 실시하여 실리콘 나노선의 기계적 물성을 평가하였고, 다양한 시험조건과 분석 방법을 통해 얻은 결과를 바탕으로 나노선의 기계적 물성을 가장 정확하게 측정할 수 있는 방법을 제시하였다.

또한 지금까지 수행된 연구 중에서 다양한 크기 범위의 나노선에 대하여 실험을 수행하여, 최근 논란이 가열되고 있는 기계적 물성에 미치는 나노선의 크기 효과를 체계적으로 정립하였다.

장재일 교수는 “나노선의 기계적 물성 평가방법을 정립함으로써, 나노선에 기반한 차세대 나노소자의 신뢰성 확보에 한발 더 다가설 수 있게 되었다.

특히, 이번 연구는 나노역학특성을 중점적으로 연구하는 우리 팀과 나노선을 집중적으로 연구하는 박원일 교수팀이 각자의 장점을 살려 시너지 효과를 거둔 성공적인 공동연구로서, 중견연구자지원사업 내 핵심연구(공동연구)의 취지에 부합하는 진정한 학제적 공동연구의 모범사례를 보여주었다는 점에서 의미가 있다”라고 연구 의의를 밝혔다.

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