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| 양 장축방향 성장속도가 제어된 나노막대구조와 단일직경 코어/쉘 나노막대구조.(사진제공=한국연구재단) |
한국연구재단은 이도창 한국과학기술원 교수 연구팀과 배완기 한국과학기술연구원 박사가 디반도체 양자 나노막대의 성장 원리를 밝혀 성장속도를 제어했다고 21일 밝혔다.
연구팀에 따르면 나노막대의 표면에 형성된 유기 리간드 층에서의 모노머 투과도 차이가 각 면의 성장속도에 직접적인 영향을 준다는 사실을 규명했다.
또 이를 통해 코어/쉘(core/shell) 양자막대에서 양쪽 방향 성장 속도를 제어해 쉘 내부 코어의 위치가 양자막대의 대표적인 특성인 광학 편광의 편광도를 결정한다는 사실을 밝혔다.
이번 연구는 대표적인 반도체 물질인 황화카드뮴 나노막대의 성장을 추적, 장축으로 두 개의 다른 직경을 갖는 나노막대 구조를 개발했다.
이에 따라 두 파트의 구분을 통해 양 말단의 성장속도를 수치화, 성장속도를 결정하는 요인을 연구했다.
관찰 결과 높은 리간드 밀도를 갖는 두꺼운 막대 끝 표면에는 모노머의 접근이 어려워 성장속도가 감소한다는 것을 밝혀냈다.
반면에 얇은 파트는 유기리간드 밀도가 매우 낮아 모노머의 공급을 방해하지 못하기 때문에 리간드 길이에 무관하게 항상 빠르게 성장한다는 것을 발견했다.
이도창 교수는 "이번 연구는 편광소재로 주목 받고 있는 양자막대를 응용하는데 중요한 역할을 수행할 것"이라며 "성장원리를 알 수 없어 어려웠던 양자막대 구조의 미세 설계와 특성강화 연구에 활력을 불러일으킬 것으로 기대한다"고 말했다.
한편 이 연구 성과는 과학기술정보통신부·한국연구재단 나노소재기술개발사업 및 기초연구지원사업 등의 지원으로 수행, 나노소재 및 기술 분야 국제학술지 에이씨에스 나노(ACS Nano)에 지난 11월 13일자에 게재됐다.
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| 코어위치에 따른 코어/쉘 나노막대에의 편광특성.(사진제공=한국연구재단) |
