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[IT뉴스]“빛으로 찰나의 순간 제어”… 태양광패널 효율 높인다

온카뱅크관리자

2025-03-07 11:47:29

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div>  <strong class="summary_view" data-translation="true">■ 한·일연구팀,‘10억분의 1’미시세계 관측기술 개발<br>초고속 전하이동·발광현상<br>정밀 조작하는 가능성 제시<br>유기 전자기기 효율성 향상<br>GIST·울산대·도쿄대 공동<br>국제학술지‘사이언스’게재</strong> 
        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="9Bv4Awmel4">
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="57d106338630116d2469739787e3db089b73a0a64b8d10393442e68628d76a1e" dmcf-pid="2bT8crsdhf" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="한·일 연구팀이 광학 주사터널현미경(STM) 등을 활용하고 관련 기술을 개량해 진행한 실험 이미지.  광주과기원 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202503/07/munhwa/20250307113916304qdtl.jpg" data-org-width="567" dmcf-mid="PTLhNEwMhg" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202503/07/munhwa/20250307113916304qdtl.jpg" width="658"></p>
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            한·일 연구팀이 광학 주사터널현미경(STM) 등을 활용하고 관련 기술을 개량해 진행한 실험 이미지. 광주과기원 제공
           </figcaption>
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          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="37e5ada27cdd6aa2d05442d634ebc2bf88b8034a7de9c0ca62b0343cf19184f6" dmcf-pid="VKy6kmOJlV" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202503/07/munhwa/20250307113917783labt.jpg" data-org-width="390" dmcf-mid="QElUyX5ryo" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202503/07/munhwa/20250307113917783labt.jpg" width="658"></p>
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          <p contents-hash="e7badbb1617c2fc9083f1dafc2143a3ac6b0dcc02eb5fbc60b18ed52bb2c8d9c" dmcf-pid="f9WPEsIil2" dmcf-ptype="general">눈에 보이지 않는 미시세계를 ‘눈 깜짝할 순간에’ 제어할 수 있는 기술이 개발됐다. 한국과 일본의 공동연구팀이 분자 수준에서 일어나는 현상을 초고속으로 관측·제어할 수 있는 기술을 개발한 것이다.</p>
          <p contents-hash="6450f3c5f9b3d938c5db1db54b74765577228ac9631ecdfc563ab89e07617f2a" dmcf-pid="42YQDOCnT9" dmcf-ptype="general">광주과학기술원(GIST)은 화학과 김유수(기초과학연구원 양자변환연구단장)·이마다 히로시 교수가 일본 이화학연구소(RIKEN), 요코하마국립대, 도쿄대, 하마마츠포토닉스, 울산대와 함께 이런 연구결과를 국제학술지 ‘사이언스’에 발표했다고 7일 밝혔다.</p>
          <p contents-hash="aa1c5cedf5686a918b2ac18476d916483d8aa6dbf5c24f3969e61c8f73ecc324" dmcf-pid="8fHMrCloyK" dmcf-ptype="general">분자와 전극 사이에서 전하가 이동하는 전하 교환 현상은 유기 소자나 촉매 표면에서 발생하는 화학 반응 등에서 나타나는 기본적 분자 과학 현상 중 하나다. 이 과정에서는 전하 상태나 여기자(음전하를 가진 전자와 양전하를 가진 정공이 공존하는 준양자 상태) 등 과도적 중간 상태가 형성되는데, 지속 시간이 피코초(㎰, 1조 분의 1초) 수준으로 짧아 조사하기 위해선 초고속으로 전하를 제어해야 한다.</p>
          <p contents-hash="b35b0b97c80fd8b551898c57abe1055f27421f5c93c3513d4a4343d83b2463c3" dmcf-pid="64XRmhSgTb" dmcf-ptype="general">연구팀은 머리카락보다 가는 나노미터(㎚, 10억 분의 1m) 크기의 물질을 시각화해 관찰할 수 있는 주사터널현미경(STM)과 피코초 단위의 짧은 테라헤르츠파(㎔) 광을 결합해 분자 수준에서 발생하는 에너지 변환과 화학 반응을 실시간으로 제어하는 기술(㎔-STM)을 개발했다. 광학 기술이 발전하면서 ㎔-STM 기술은 이미 있었지만, 전하 조작에 따른 전류만 측정할 수 있어 분자 상태의 변화를 조사하기는 어려웠던 게 사실이다. 이에 연구팀은 STM에 광학기술을 결합한 광학 STM을 개발해 기존의 ㎔-STM을 개량했다. 연구팀이 개발한 ‘㎔-광학 STM’은 단일 분자 수준에서 발생하는 다양한 양자 현상을 보다 정밀하게 관측할 수 있다. 초고속 전하 이동 및 발광 현상 등 다양한 광학 현상을 초고속으로 정밀 관측하고 조작할 수 있어 이와 관련된 기술인 유기발광다이오드(OLED), 태양광 패널 등의 효율을 높일 가능성을 열 것으로 기대된다. </p>
          <p contents-hash="5d7830419e61ec1df5ba28d14821834eb7bb26562312c42708e8548c2db12f06" dmcf-pid="P8ZeslvavB" dmcf-ptype="general">연구팀은 ㎔-광학 STM을 이용해 중심에 팔라듐(Pd) 원자가 포함된 Pd-프탈로시아닌 단일 분자를 대상으로 실험을 진행했다. 분자에 ㎔ 광을 쬐어 660㎚ 파장 대역에서 분자 발광을 검출하는 데 성공했다. 분자 전자 궤도 중 ‘프런티어 궤도’에 전하가 주입되면 여기자가 형성되며 분자가 빛을 내는데, 이를 단일 분자 단위에서 관측한 것이다. 측정 과정에서 전류도 함께 측정한 결과, 전류가 거의 흐르지 않아 분자를 통과하는 전류는 거의 없었다는 것도 확인했다고 연구팀은 설명했다. 나아가 연구팀은 초고속으로 전하를 연속 주입하면 분자상태를 제어하며 여기자를 만들 수 있다는 결론까지 내렸다. </p>
          <p contents-hash="6effd034015102dc5fab74a96c9f54f18c19ef10440eb871942eee63a3ebf045" dmcf-pid="Q65dOSTNvq" dmcf-ptype="general">구혁 기자 gugija@munhwa.com</p>
         </section> 
        </div> 
        <p class="" data-translation="true">Copyright © 문화일보. 무단전재 및 재배포 금지.</p>

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