페로브스카이트와 빛의 만남 '100조분의 1초' 순간 포착 작성일 06-12 86 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="ZWpPBoc6hO"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="9858e301e8ad5c62ef1c1684bc7ab03a89ea7dfdb1fd52d1dfca6079cbe31b48" dmcf-pid="5YUQbgkPTs" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="왼쪽부터 조민행 기초과학연구원(IBS) 분자 분광학 및 동력학 연구단장, 윤태현 고려대 물리학과 교수, 한기림 IBS 분자 분광학 및 동력학 연구단 연구원. IBS 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202506/12/dongascience/20250612120818487znfl.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="HuuxKaEQSC" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202506/12/dongascience/20250612120818487znfl.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 왼쪽부터 조민행 기초과학연구원(IBS) 분자 분광학 및 동력학 연구단장, 윤태현 고려대 물리학과 교수, 한기림 IBS 분자 분광학 및 동력학 연구단 연구원. IBS 제공 </figcaption> </figure> <p contents-hash="75b21e6788fbb19d3876f925ec924ac3ff2b98389c512c648db62c86d86043c3" dmcf-pid="1GuxKaEQym" dmcf-ptype="general">국내 연구팀이 차세대 태양전지 소재로 주목받는 페로브스카이트가 빛과 반응하는 과정을 실시간으로 분석하는 데 성공했다.</p> <p contents-hash="23e7e234c51005ab74706c4dd200b6cae2fbcb56c326d374c39fae88984dece1" dmcf-pid="tT38znj4Wr" dmcf-ptype="general"> 기초과학연구원(IBS)은 조민행 분자 분광학 및 동력학 연구단장과 윤태현 고려대 물리학과 교수 공동연구팀이 빛에 민감하게 반응하는 페로브스카이트 나노결정의 변화를 정밀하게 포착하는 데 성공했다고 12일 밝혔다. 연구결과는 지난달 28일(현지시간) 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션즈'에 공개됐다.</p> <p contents-hash="771608ffb0d73e01f6f2b8cca12b8209b8cf2aff3ec613d400ba590ccacc20a3" dmcf-pid="Fy06qLA8Ww" dmcf-ptype="general"> 페로브스카이트는 빛 흡수율과 에너지 변환 효율이 높아 태양전지와 발광다이오드(LED) 등 광전소자 분야에서 '꿈의 소재'로 평가된다.</p> <p contents-hash="8c82f093daacd8c3f0759f401d8f41694a21a1e38ca444ea612492ce5efaf8ec" dmcf-pid="3WpPBoc6hD" dmcf-ptype="general">물질의 특성을 분석하는 기존 분광 기술은 측정을 위해 조사된 빛 자체가 시료 특성을 변형시키기 때문에 페로브스카이트 나노결정이 빛과 반응할 때 일어나는 메커니즘을 정확히 파악하는 데 한계가 있었다.</p> <p contents-hash="7e062ac1b92b7364a0315dbb610a24636218fb8b3934868bccdac8dc1684011f" dmcf-pid="0YUQbgkPlE" dmcf-ptype="general"> 연구팀은 자체 개발한 '비동기 간섭 계측형 순간 흡수 분광법(AI-TA)'을 적용해 페로브스카이트 나노결정이 빛을 받을 때 일어나는 물리화학적 반응을 이전보다 정확하게 관찰했다. 2개의 정밀 레이저를 이용해 펨토초(fs, 1fs=100조분의 1초)부터 수십 분까지 다양한 시간 범위에서 변화 과정을 실시간으로 정밀 측정했다. </p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="9030075c9b7a5c82d65e090baa12992c745bb18b07868ad3edb8d4a7c83d31b3" dmcf-pid="pGuxKaEQCk" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="페로브스카이트 나노결정 빛과 반응하며 일어나는 반응 2가지. 연구팀은 나노결정 내부의 브롬(Br)이 염소(Cl)로 치환되는 과정(위)과 얇은 판 모양의 페로브스카이트 나노결정이 빛을 받아 응집하는 과정(아래)을 정밀 분석하는 데 성공했다. IBS 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202506/12/dongascience/20250612120819771gapl.png" data-org-width="387" dmcf-mid="XFdrgyZwCI" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202506/12/dongascience/20250612120819771gapl.png" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 페로브스카이트 나노결정 빛과 반응하며 일어나는 반응 2가지. 연구팀은 나노결정 내부의 브롬(Br)이 염소(Cl)로 치환되는 과정(위)과 얇은 판 모양의 페로브스카이트 나노결정이 빛을 받아 응집하는 과정(아래)을 정밀 분석하는 데 성공했다. IBS 제공 </figcaption> </figure> <p contents-hash="3738a52260ae10e78974575237984403b22ee47894ab88bca326826c6345d7f5" dmcf-pid="UH7M9NDxvc" dmcf-ptype="general">연구팀은 먼저 페로브스카이트가 염소(Cl)가 함유된 용매인 클로로포름, 빛과 반응하는 광유도 과정을 분석했다. 결정 내부에 있는 브롬(Br)이 줄어들고 염소(Cl)가 늘어나는 과정이다.</p> <p contents-hash="9481906fae011074d7fa40db4a97d9ec331492ba8b87f0e986c4cd16a0d596f3" dmcf-pid="uXzR2jwMhA" dmcf-ptype="general">분석 결과 염소의 비율이 늘어나면서 전자의 움직임을 좌우하는 밴드갭이 넓어진다는 사실이 확인됐다. 밴드갭은 전자가 자유전자가 되기 위해 뛰어넘어야 하는 에너지 범위를 말한다. 밴드갭이 넓으면 전자가 이동하기 어려워 전도성이 낮아지는 등 소재 특성에 큰 영향을 미친다.</p> <p contents-hash="a234e754e9dda068c5bce63aa2123c2b92bb8218201be4718af45e022ed2e884" dmcf-pid="7ZqeVArRlj" dmcf-ptype="general"> 같은 방법으로 용액에 분산된 얇은 판 형태의 페로브스카이트 나노결정이 빛을 받아 서로 뭉치고 응집하는 과정도 분석했다. 나노결정이 점차 뭉치면서 전하의 움직임이 어떻게 달라지는지 정밀하게 분석하는 데 성공해 물질의 구조와 광학 반응 사이의 상관관계를 밝혀냈다.</p> <p contents-hash="a325b3d3460300b553b767ced0a6b5a589bab56ef18423370422bbbb55bdc843" dmcf-pid="z5BdfcmeyN" dmcf-ptype="general"> 조 단장은 "이제는 물질이 빛을 받을 때 '어떻게 반응하는가'뿐만 아니라 '반응 도중 어떻게 변하고 있는가'를 동시에 볼 수 있게 됐다"며 "복잡한 나노 세계의 움직임을 실시간으로 해석할 수 있는 강력한 도구"라고 말했다.</p> <p contents-hash="e368516e89aca25b1f07ca3d51120f5fb3ff229f9033e51bb1c86da0097af622" dmcf-pid="q1bJ4ksdSa" dmcf-ptype="general"> 제1저자인 한기림 IBS 연구원은 "AI-TA는 빛을 포함한 여러 요소에 의해 변질될 수 있는 신소재 물질 및 다양한 화학물질의 동역학을 탐구할 수 있는 새로운 방법"이라며 "앞으로 차세대 광전소자, 양자소자 개발 및 여러 화학 반응에 적용될 응용 연구가 더욱 기대된다"고 밝혔다.</p> <p contents-hash="f4d90eb0e1dea5ea5e77f871a16b5f86b46cf749e9c530b3047eed9603ba1f65" dmcf-pid="BtKi8EOJlg" dmcf-ptype="general"> <참고 자료><br> - doi.org/10.1038/s41467-025-60313-3</p> <p contents-hash="719c37d0df2d94f7b16b81d187493386675776ed7b52deee9b1d91f0dc4d736d" dmcf-pid="bF9n6DIivo" dmcf-ptype="general">[이병구 기자 2bottle9@donga.com]</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 동아사이언스. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 르세라핌, 넷플릭스 손잡고…日 호시노 겐과 의기투합 06-12 다음 SKT, 유심교체 722만명·교체율 74.5%…"20일 완료 목표" 06-12 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
