삼성 지원 연구진 '물질의 핵생성' 밝혀냈다

박정원·이원철 교수팀 연구
세계 첫 검증, 사이언스 게재
반도체 소재 원천기술 발판

삼성미래기술육성재단이 지원한 국내외 연구진이 세계 최초로 물질의 핵 생성을 원자 수준에서 직접 관찰하는 데 성공했다. 이번 연구는 반도체 등 첨단 산업 소재 연구개발(R&D)에 귀중한 디딤돌을 제공할 것으로 기대된다. 29일 삼성전자에 따르면 박정원 서울대 교수(기초과학연구원 나노입자 연구단 연구위원), 이원철 한양대 에리카캠퍼스 교수는 미국 로런스버클리국립연구소와 함께 세계 최초로 물질 성장의 시작인 결정핵 생성 과정을 실험으로 검증했다. 이번 연구는 '원자핵이 결정화하는 과정에서 일어나는 비결정상과 결정상 사이의 가역적 전이'라는 제목의 논문으로 출간해 저명한 미 학술지 '사이언스'에 28일(현지시간) 게재됐다.

원자가 모여 물질이 되려면 '핵 생성'이 필요하다. 하지만 핵이 만들어지는 과정은 너무 빠르고 원자의 크기가 옹스트롬(A·1A은 100억분의 1m) 단위로 작기 때문에 직접 관찰이 힘들었다. 공동 연구팀은 원자 한 개 두께만큼 얇은 그래핀 막 위에 금(金) 나노 결정을 합성해 초고속 투과전자현미경으로 핵 생성 과정을 관찰하는 데 성공했다. 연구팀은 원자들이 질서 없이 뭉쳐 덩어리 구조(비결정상)를 이뤘다가 정렬하며 결정을 형성(결정상)하는 구조를 반복하다가, 점차 정렬 상태를 유지하면서 핵으로 생성되는 과정을 밝혀냈다.

[이종혁 기자]

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