- 단일 분자 소자의 전극 계면 특성 규명

［헤럴드경제=최상현 기자］한국과 일본의 연구진이 나노과학 분야에서 10년 이상 풀리지 않던 난제를 해결했다.

4일 카이스트에 따르면 한ㆍ일 공동연구팀은 슈퍼컴퓨터와 첨단 나노소자 제조 및 측정을 통해 유기 소자의 계면 특성을 원자 수준에서 규명하는 데 성공했다.

이번 성과는 향후 OLED, 바이오센서, 유기태양전지 등 다양한 유기소자 분야에 활용될 것으로 기대된다.

분자 전기전도도 실험 측정방법의 개념도［제공: 카이스트］

카이스트 EEWS 대학원 김용훈 교수 연구팀은 주사탐침현미경 등을 이용해 단분자 소자가 구현되는 과정을 슈퍼컴퓨터를 활용해 재현했다.

연구팀은 분자와 금속 전극 간 결합의 원자구조 배위수(coordination number)에 따라 금속전극 사이에서 전류 값이 변화하는 것을 확인했다.

또 분자가 당겨질 때 단순히 금속과 분자 사이 결합이 끊어지는 게 아니라 금속전극의 원자구조가 쉽게 변형돼 금속과 금속 사이의 결합의 끊어지는 사실도 규명했다.

김 교수는 “이번 연구는 나노 분야에서 이론 연구가 실험을 선도하는 역할을 성공적으로 수행함을 보여주는 예가 될 것”이라고 말했다.

일본 오사카 대학의 카와이(T, Kawai) 교수는 김 교수의 이론을 뒷받침하기 위해 소자 인장에 따른 전류의 증가를 포함하는 실험을 수행했다.

이번 연구 성과는 국제 과학 학술지인 ‘미국 화학회지(Journal of the American Chemical Society)’ 6월 21일자에 게재됐다.

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