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[IT뉴스]`찰나의 순간 변화`, 빛으로 실시간 관측…발광현상 등 정밀 조작 가능성

온카뱅크관리자

2025-03-07 04:07:27

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div>  <strong class="summary_view" data-translation="true">김유수 GIST 교수팀, 분자수준서 화학반응 제어<br>테라헤르츠파 펄스와 광학 주사터널현미경 활용<br>전하주입 통해 분자 상태 제어..유기전자기기 적용</strong> 
        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="QYiofeJqaa">
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="c44b7be28dbab2ebb762bdbf5583898ed838cf2de2c19bfc5b5b93379bf24842" dmcf-pid="xGng4diBgg" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="광주과학기술원은 테라헤르츠파 펄스와 주사터널현미경(STM)을 결합한 장치를 이용해 분자 수준에서 일어나는 전하 이동 현상을 실시간 초고속으로 관측·제어하는 데 성공했다." class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202503/07/dt/20250307040115346juxt.jpg" data-org-width="540" dmcf-mid="6ETYDlvacj" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202503/07/dt/20250307040115346juxt.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            광주과학기술원은 테라헤르츠파 펄스와 주사터널현미경(STM)을 결합한 장치를 이용해 분자 수준에서 일어나는 전하 이동 현상을 실시간 초고속으로 관측·제어하는 데 성공했다.
           </figcaption>
          </figure>
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="923f5e9b95323bd7b0f24f43e95437584fcc8b3b3ece76e6d8ead79c30f6bfc2" dmcf-pid="ye5FhHZwko" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="김유수(왼쪽부터) GIST 교수, 이마다 히로시 일본 이화학연구소 교수, 키무라 켄스케 일본 이화학연구소 연구원" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202503/07/dt/20250307040116653qbcz.jpg" data-org-width="540" dmcf-mid="PQ9fFBKGjN" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202503/07/dt/20250307040116653qbcz.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            김유수(왼쪽부터) GIST 교수, 이마다 히로시 일본 이화학연구소 교수, 키무라 켄스케 일본 이화학연구소 연구원
           </figcaption>
          </figure>
          <p contents-hash="047343fb48dafd797c5bcc7e2ff9a9f1d3d2b33ed13c9b8a5722bbde6af05a60" dmcf-pid="WVSykClocL" dmcf-ptype="general">한일 연구진이 다양한 광학 현상을 초고속으로 미세한 변화까지 정밀 측정하는 기술을 개발했다. 앞으로 유기발광다이오드(OLED), 태양광 패널 등 유기 전자기기의 효율을 획기적으로 높이는데 적용할 수 있을 것으로 기대된다.</p>
          <p contents-hash="24e0d5f8dd52d068b90b991aef6365382c6dc8f8d6e7b2fe6d7ad24963c1d697" dmcf-pid="YfvWEhSggn" dmcf-ptype="general">광주과학기술원(GIST)은 김유수 화학과 교수(IBS 양자변환연구단장) 연구팀이 이마다 히로시 일본 이화학연구소 교수, 요코하마국립대, 도쿄대 등과 공동으로 분자 수준에서 일어나는 에너지 변환과 화학 반응을 실시간 초고속으로 관측·제어하는 기술을 개발했다고 7일 밝혔다. </p>
          <p contents-hash="77a3ba054b41f874642550c2ed7b7504e6a78e9a2c25e07b9da2cece219e0fb1" dmcf-pid="G4TYDlvaci" dmcf-ptype="general">이 연구결과는 국제 학술지 '사이언스(7일자)'에 실렸다. </p>
          <p contents-hash="2dd65e59b0947999a381a2fd2e47e14e637963238ac20185804e7b316eb26673" dmcf-pid="H8yGwSTNaJ" dmcf-ptype="general">분자와 전극 사이에서 전하가 이동하는 현상(전하 교환)은 유기 소자나 촉매 표면에서 발생하는 화학 반응 등에서 나타나는 기본적인 분자 과학현상 중 하나다. 이런 전하 이동 과정에서 전하 상태(음전하·양전하), 여기자(전자와 정공이 공존하는 준양자 상태) 등과 같은 과도적인 중간 상태가 형성된다. 하지만 이 상태들은 수명이 피코초(1조분의 1초) 수준으로 매무 짧아 특성을 조사하려면 초고속으로 전하를 제어해야 한다.</p>
          <p contents-hash="3536a18aae3c77acc910f5c9ee0a8fb9c69c0c2ad3ce73d10417ab5091b995ef" dmcf-pid="X6WHrvyjjd" dmcf-ptype="general">최근에는 광학기술의 발전으로 피코초 단위의 짧은 시간 폭을 가진 테라헤르츠파(㎔) 영역의 광 펄스를 이용해 초고속으로 전하 제어가 가능해졌다. 나아가 테라헤르츠 펄스를 주사터널현미경(STM)과 결합해 나노미터 수준의 물질에 전하를 주입하면 단일 분자 수준에서 다양한 양자 현상을 보다 정밀하게 관측할 수 있다.</p>
          <p contents-hash="5a4b351f65c2963a0f0ea15683b078adfc9862380f67951144515eddf81a3f80" dmcf-pid="ZPYXmTWAae" dmcf-ptype="general">연구팀은 광학 주사터널현미경(STM)과 테라헤르츠파(㎔) 펄스를 결합한 '㎔-광학 STM' 장치를 이용해 중심에 팔라듐 원자가 포함된 단일 분자(팔라듐 프탈로시아닌)를 대상으로 실험을 진행했다. 그 결과, 660나노미터 파장 대역에서 분자의 발광을 검출했다. </p>
          <p contents-hash="8964cc067e8ec12c4dde0798c4b7c788680658067d092a449e282d45098a9ef1" dmcf-pid="5QGZsyYcjR" dmcf-ptype="general">특히 발광 측정 동안 전류를 함께 측정했는데, 전류가 거의 흐르지 않는 흥미로운 사실을 확인했다. 이는 STM 탐침과 분자 사이에서만 전하가 교환되고, 분자를 통과하는 순전류가 거의 없음을 의미한다고 연구팀은 설명했다.</p>
          <p contents-hash="845e8c799a2b6b52c9dff14716a74a8a998a756ab5f27fc589b3f02350432aa1" dmcf-pid="10kwdjc6AM" dmcf-ptype="general">연구팀은 이어 ㎔ 펄스의 파형이 달라짐에 따라 발광 강도가 변하는 것을 관찰했고, 위상이 210도 근처일 때 발광 강도가 최대에 이르는 것으로 확인했다. ㎔ 펄스를 이용해 초고속으로 연속적인 전하 주입을 통해 분자의 양자 상태를 제어하고 여기자를 형성할 수 있음을 보여준 결과라고 연구팀은 설명했다. </p>
          <p contents-hash="d3f844f791c7197a0cf07aaf300db20111eaa3cff95a40301056731e2be817f6" dmcf-pid="tpErJAkPox" dmcf-ptype="general">김유수 GIST 교수는 "이번 연구에서 ㎔ 펄스와 광학 STM을 결합해 극한의 시공간 분해능으로 분자의 상태를 측정하고 제어하는 방법을 확립했다"며 "분자에서 방출된 빛을 검출하는 데 그쳤지만, 다른 레이저 광원과 결합하면 다양한 광학 현상을 높은 시간 분해능으로 측정할 수 있게 될 것"이라고 말했다.이준기기자 bongchu@dt.co.kr</p>
         </section> 
        </div> 
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