KAIST, 차세대 2차원 소재 개발…단일층 수준의 전자 특성 유지 작성일 06-08 26 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">실험실 기초 연구, 응용 가능한 소재 기술 연결<br>고성능 전자소자·에너지 소재 개발 설계 전략</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="WmOQExnQ5z"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="c13913cb156fad9178acd51f015da370e09b5548c6dea3aa3e729421a825261f" dmcf-pid="Yt3DXwhD17" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="KAIST 화학과 박선아 교수 연구팀.ⓒKAIST" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202606/08/dailian/20260608115636576hrys.jpg" data-org-width="700" dmcf-mid="yyGgSaDgtq" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202606/08/dailian/20260608115636576hrys.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> KAIST 화학과 박선아 교수 연구팀.ⓒKAIST </figcaption> </figure> <p contents-hash="56558ba2119763692e1d688f877b7ebfec28e8def63845583a4accb8637f46db" dmcf-pid="GF0wZrlwHu" dmcf-ptype="general">한국과학기술원(KAIST) 연구진이 여러 겹으로 쌓여도 단일층 수준의 전자 특성을 유지하는 새로운 전도성 소재를 개발했다. 이번 성과는 차세대 전자소자와 양자소재의 실용화를 앞당길 것으로 기대된다.</p> <p contents-hash="86d3317b375973b2aadc792b827fe01e0480d36f49971957d3d70d8818888d47" dmcf-pid="H3pr5mSrGU" dmcf-ptype="general">KAIST은 화학과 박선아 교수 연구팀이 미국 오리건대학교 크리스토퍼 헨든 교수와의 공동연구를 통해 층간 간섭은 최소화하면서도 높은 전기전도도를 유지하는 새로운 2차원 전도성 금속-유기 골격체(MOF)를 개발했다고 8일 밝혔다.</p> <p contents-hash="c7456ea33fa334676561966f7f1cca6ca2c8910de1342622ed3424c2279b55a4" dmcf-pid="X0Um1svmZp" dmcf-ptype="general">2차원 소재는 원자 수준으로 얇아 전자가 빠르게 이동할 수 있어 차세대 반도체와 양자소재의 유력 후보로 꼽힌다.</p> <p contents-hash="203d40f0e067f7a45696017c5509b6910a31d8203c0d83f225d62578015a4e0e" dmcf-pid="ZpustOTsZ0" dmcf-ptype="general">그러나 실제 활용을 위해 여러 층이 쌓이면 층과 층 사이의 상호작용 때문에 전자의 움직임이 방해받아 성능이 떨어지는 문제가 있었다.</p> <p contents-hash="429cea215e431fbac8ec0bc2c955f81342a9cd01cba9c4f7e77a85e673202262" dmcf-pid="5U7OFIyOZ3" dmcf-ptype="general">특히 2차원 전도성 MOF는 단일층 상태에서는 뛰어난 성능을 보이지만 실제 소재처럼 여러 층이 겹겹이 쌓인 벌크(bulk) 상태에서는 본래의 전자적 특성이 약해지는 한계가 있었다.</p> <p contents-hash="285f134347a9aa7d088e42e084cc0643a83ad9ccae0d21eb60b6c3dd1153716d" dmcf-pid="1uzI3CWItF" dmcf-ptype="general">연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 층과 층이 서로 직접 간섭하지 않도록 각도에 주목했다.</p> <p contents-hash="dafb19f822ab7c8b86ab4f480f3725ce5c0b2dc2654ee156f4b8cee79918eecc" dmcf-pid="t7qC0hYCZt" dmcf-ptype="general">새롭게 설계한 분자 구조는 여러 층이 쌓여도 각 층이 일정한 각도로 배열되도록 해 면과 면이 직접 맞닿는 것을 최소화했다.</p> <p contents-hash="ac96e0944d0ec2fd688ecb5ffd4abefdb6fead9ca792c6ba06e76050475b12c9" dmcf-pid="FzBhplGhX1" dmcf-ptype="general">이는 여러 장의 카드를 완전히 포개지 않고 살짝 비틀어 쌓아 서로 달라붙지 않도록 하는 것과 비슷한 원리다.</p> <p contents-hash="95df735d538671455eb9cf8263d48145caf4c086b98e3ff0e6ea29104d46f63c" dmcf-pid="3qblUSHl15" dmcf-ptype="general">그 결과 층간 상호작용이 줄어들고 전자가 보다 원활하게 이동할 수 있게 됐다. 연구팀은 이러한 구조를 구현하기 위해 트립티센 기반 분자를 설계하고, 이를 이용해 새로운 2차원 전도성 MOF 소재를 합성했다.</p> <p contents-hash="d089459e10f9c146f1924ec719f26a6caf9c2e97779a230cd22af2820317b26e" dmcf-pid="0BKSuvXSHZ" dmcf-ptype="general">연구팀이 개발한 새로운 물질 Ni₃(HITrip)₂는 여러 층이 쌓인 상태에서도 단일층과 유사한 전자 구조를 유지하는 것으로 나타났다.</p> <p contents-hash="fdcbc91fd655ade574a3b043f9f40eed40125132aecb23ee05aa08fb3af93acd" dmcf-pid="pb9v7TZvtX" dmcf-ptype="general">특히 전자가 빠르고 효율적으로 이동할 수 있는 특수한 전자 구조를 그대로 보존했다.</p> <p contents-hash="b8bb371dabf594850a3150c26eadbf9f3327bd2d68428a414e1169a30389597f" dmcf-pid="UU7OFIyOYH" dmcf-ptype="general">이는 전자가 복잡한 장애물 없이 고속도로를 달리듯 이동할 수 있게 해 높은 전기전도도를 구현하는 데 유리한 구조다.</p> <p contents-hash="e62c123272f1a2b029643cfa0cb93b62e76ceb97371555bb0203ce0f387ebf4f" dmcf-pid="uuzI3CWIGG" dmcf-ptype="general">따라서 지금까지 단일층에서만 구현 가능할 것으로 여겨졌던 전자 구조가 실제 여러 층이 쌓인 벌크 소재에서도 유지될 수 있음을 보여주는 결과다.</p> <p contents-hash="5ff650fe30514024a88dee9c61640f2918d9b03d8822a071982878702048aa99" dmcf-pid="zzBhplGh5W" dmcf-ptype="general">소재는 불순물을 넣어 전기적 특성을 높이는 공정 없이도 0.58S/cm의 높은 전기전도도를 보였다.</p> <p contents-hash="bf04dab07332733aab50ab280c6fd11a5cddd00b59dfdb8a63b2e755705f8ca4" dmcf-pid="qqblUSHl1y" dmcf-ptype="general">이는 층간 간섭을 줄이면서도 우수한 전기적 성능을 구현할 수 있음을 입증했다.</p> <p contents-hash="1a9f69e6b52de713175da8437445d9f05d2166d28f6b0361deddf2049112c224" dmcf-pid="BBKSuvXS5T" dmcf-ptype="general">연구팀은 계산과 분광 분석을 통해 전기가 잘 흐르는 이유도 밝혀냈다. 소재 내부에서 분자와 금속 원자가 서로 협력해 전자의 이동을 돕고 전자가 안정적으로 이동할 수 있는 환경을 만든다는 사실을 확인한 것이다. 이를 통해 높은 전기전도도가 나타나는 원리도 규명했다.</p> <p contents-hash="9f92ee5539171a643a303524e1635a9c09665fb074c6df8569f6d7fcdafb10a9" dmcf-pid="bb9v7TZvZv" dmcf-ptype="general">이번 연구는 ‘쌓이면 성능이 떨어진다’는 2차원 소재의 오랜 난제를 해결했다는 점에서 의미가 크다.</p> <p contents-hash="de6e671105595232064ade0ad771dfc41cff230c08a413964d4c6de4f911d480" dmcf-pid="KK2Tzy5T5S" dmcf-ptype="general">단일층에서만 가능할 것으로 여겨졌던 우수한 전자 특성을 실제 소재에서도 구현할 수 있음을 보여주며 기초 연구를 실용 기술로 연결하는 중요한 전환점이 될 것으로 기대된다.</p> <p contents-hash="fcaa8a97904d86bb289cc5ff40cadff1ab9624f49eba6f2948193de7f7dc1900" dmcf-pid="99VyqW1y5l" dmcf-ptype="general">연구진은 성과가 향후 고성능 전자소자와 차세대 에너지 소재 개발에 활용될 것으로 기대하고 있다.</p> <p contents-hash="9411691f0e58810fa1fb06fd3403e90f268aeec4b733fc0ab103071cae2114ea" dmcf-pid="22fWBYtW1h" dmcf-ptype="general">또 양자소재와 위상물질 연구에도 새로운 가능성을 제시함으로써 미래 반도체와 양자정보 기술 개발에 기여할 것으로 전망하고 있다.</p> <p contents-hash="d5fbb87fd5ba19ae8d09f448eacb8f54deaae305d73fb1d4e79568d870092f28" dmcf-pid="ff8GKH3GGI" dmcf-ptype="general">특히 여러 층이 쌓여도 우수한 전자 특성을 유지할 수 있어 실제 소자 제작에 필요한 기능성 소재 설계의 폭을 넓힐 것으로 전망하고 있다.</p> <p contents-hash="f9a190eecf5c00ea3268e86b9903baae38f925e9c692be7560bcb1c961ae1b9d" dmcf-pid="446H9X0HtO" dmcf-ptype="general">박선아 교수는 “기존에는 단일층에서만 가능하다고 여겨졌던 2차원 전자 구조를 벌크 물질에서도 구현할 수 있음을 보여준 연구”라며 “층간 상호작용을 정밀하게 제어하면 다양한 양자 물성과 전자 특성을 실제 소재에서 구현할 수 있는 새로운 길이 열릴 것”이라고 말했다.</p> <p contents-hash="5b21942b2bcb7c1a08a1b322fea858803ea21180f566a51fd5a8b1f4b7baa7bc" dmcf-pid="88PX2ZpX1s" dmcf-ptype="general">연구는 화학 분야 국제 학술지인 ‘Journal of the American Chemical Society’에 지난 4월 8일 게재됐다.</p> <p contents-hash="268b87d92c859af359c0e33ae18f8e76bb804748db75cdc12d90e688caa31860" dmcf-pid="6Lgzdqfz5m" dmcf-ptype="general">한편, 이번 연구는 한국 연구재단 기초연구사업 및 국가슈퍼컴퓨팅센터의 지원을 받아 수행됐다.</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 데일리안. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 [TF경륜] 특선급 세대교체 현실로…최강 세력 지형도 바뀐다 06-08 다음 국민체육진흥공단, '2026 체육시설 안전 경영 인증 사업' 06-08 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
