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[IT뉴스]“차세대 신소재 설계 가속” KAIST, ‘원자간력 현미경’ 활용 로드맵 제시

온카뱅크관리자

2026-04-08 08:27:29

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div>  <strong class="summary_view" data-translation="true">- 신소재공학과 홍승범 교수 연구팀<br>- 첨단소재 전기적특성 규명체계 마련</strong> 
        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="WIjxaMGhZd">
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="b56b9b5cb47a35b4ac64694cc85433a669c0b9e75737a406d4705bbdaad18bfc" dmcf-pid="YCAMNRHlZe" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="김연규(왼쪽부터) KAIST 박사과정, 홍승범 교수, 박건우 석-박사통합과정.[KAIST 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202604/08/ned/20260408081900184shob.jpg" data-org-width="800" dmcf-mid="x0AMNRHlYi" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202604/08/ned/20260408081900184shob.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            김연규(왼쪽부터) KAIST 박사과정, 홍승범 교수, 박건우 석-박사통합과정.[KAIST 제공]
           </figcaption>
          </figure>
          <p contents-hash="3f42ecbc81aee2eee02ed51c5be216a3d17756b3646ca2cd0ad97e687c299d40" dmcf-pid="GhcRjeXSXR" dmcf-ptype="general">[헤럴드경제=구본혁 기자] KAIST는 신소재공학과 홍승범 교수 연구팀이 원자간력 현미경(Atomic Force Microscopy, 이하 AFM) 기반 강유전체 연구 전략을 체계적으로 정리하고 분석·조작 방법론과 전략적 가이드라인을 제시하는 리뷰 논문을 발표했다고 8일 밝혔다.</p>
          <p contents-hash="034697c00099710f2fb1075583b25d20df9a4e4448822a0454579ccea2df2876" dmcf-pid="HlkeAdZv5M" dmcf-ptype="general">연구팀은 나노 세계에서 전기를 정밀하게 제어할 수 있는 AFM의 새로운 활용 전략을 제시하며 차세대 신소재 연구의 방향을 제시했다.</p>
          <p contents-hash="962630f42dd20ba7da69fd189983113c2c37a660eaadfdbfdb4aa633cd23131b" dmcf-pid="XSEdcJ5T5x" dmcf-ptype="general">강유전체는 자석처럼 전기적 극성(분극)을 가지며, 이를 활용하면 전력이 끊겨도 정보가 유지되는 메모리나 정밀 센서를 구현할 수 있다. 최근 반도체 소자의 초소형화가 진행되면서 나노 단위에서 발생하는 미세한 물리 현상이 전체 소자의 성능을 좌우하게 되었고, 이를 정밀하게 분석하고 제어할 수 있는 기술의 중요성이 더욱 커지고 있다.</p>
          <p contents-hash="318fc8ca3071316501dc3e3042323fa9aa8133f9ebd0ead14d1ef8cb66b39b4c" dmcf-pid="ZvDJki1yYQ" dmcf-ptype="general">연구팀은 AFM을 활용해 나노 수준에서 물질을 관찰하고 직접 조작할 수 있는 통합 분석 체계를 제시했다. AFM은 매우 미세한 탐침을 이용해 표면을 스캔하며 원자 수준의 정보를 읽어내는 장치로, 나노 세계의 ‘눈’이자 ‘손’ 역할을 한다.</p>
          <p contents-hash="18a26233d602ce1e3b5ad28d145afc2d3e05487035e2b38376cfdd132322ce85" dmcf-pid="5TwiEntW5P" dmcf-ptype="general">연구팀은 시료 표면을 미세한 탐침으로 스캔해 원자 수준의 물리·전기적 특성을 측정하는 AFM을 기반으로, 압전반응 힘 현미경(PFM, 전기-기계적 반응 측정), 켈빈 탐침 힘 현미경(KPFM, 표면 전위 상태 측정), 전도성 현미경(C-AFM, 전류 흐름 측정) 등 다양한 분석 기술을 하나로 묶어 소재의 구조와 전하 분포를 입체적으로 파악하는 체계를 세웠다.</p>
          <p contents-hash="f137fd407c578a1f2a651a247b8a17c84d5c21dbc837b01dd31894c595ba7ea2" dmcf-pid="1yrnDLFY56" dmcf-ptype="general">이는 단순한 관찰을 넘어, 현미경의 탐침을 이용해 전기적 자극을 가함으로써 나노 수준에서 데이터 도메인을 직접 설계하고 조작할 수 있는 연구 플랫폼으로의 진화를 의미한다.</p>
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="2cfd398350debe61f3c0f2fc6fbfd286c07249de65cbe96d1ea77e93def1d3b8" dmcf-pid="toP78zwaY8" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="재료화학저널 C(JMCC) 전면 표지논문 이미지.[KAIST 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202604/08/ned/20260408081900402zgdb.jpg" data-org-width="800" dmcf-mid="yLNQgxYCXJ" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202604/08/ned/20260408081900402zgdb.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            재료화학저널 C(JMCC) 전면 표지논문 이미지.[KAIST 제공]
           </figcaption>
          </figure>
          <p contents-hash="d780504e2ab5755215e7546fd9df2b122663634b081c62e7a5e011d80c51389c" dmcf-pid="FgQz6qrNX4" dmcf-ptype="general">AFM은 나노 크기의 아주 작은 영역에 전기 자극이나 압력을 직접 가해 물질의 성질을 바꾸고 조절할 수 있다. 즉 단순히 보는 데 그치지 않고, 원하는 형태로 설계하고 실험할 수 있는 도구로 발전해왔음을 본 논문을 통해 정리했다. 이번 연구는 AFM이 이황화몰리브덴(MoS₂)과 같은 이차원 전이금속 디칼코게나이드 물질과 초박막 하프늄지르코늄산화물(HfZrO₂ 계열) 등 차세대 반도체 소재의 성능을 확인하고 개선하는 데 활용됨을 강조했다.</p>
          <p contents-hash="61fd11b983f3838e182c399be2d8cc582fb6813c66e352c51effa5d6099970c0" dmcf-pid="3axqPBmjHf" dmcf-ptype="general">또한 향후 기술 발전 방향으로 고속 원자간력 현미경(High-speed AFM)과 인공지능(AI)을 결합, 사람이 일일이 분석하기 어려운 복잡한 나노 구조를 빠르게 이해하고, 더 좋은 소재를 효율적으로 설계할 수 있는 방법을 제시했다.</p>
          <p contents-hash="b6a8a67f6d96601c4c5aa8532c269496443076df5821e9274231eb38f669fd3c" dmcf-pid="0NMBQbsAtV" dmcf-ptype="general">홍승범 교수는 “이번 연구는 AFM이 단순한 관찰 장비를 넘어 신소재를 설계하고 정밀하게 제어하는 핵심 공정 도구로 자리 잡았음을 보여준다”며 “인공지능과 결합한 분석 기술은 차세대 반도체 및 에너지 소재 분야에서 기술적 우위를 확보하는 데 중요한 역할을 할 것으로 기대한다”고 말했다.</p>
          <p contents-hash="02801242b359f416fff749a517afb0f8262fb2da5ba1f67dc85e5949de903a34" dmcf-pid="pjRbxKOcX2" dmcf-ptype="general">이번 연구결과는 영국 왕립화학회가 발행하는 국제 학술지 ‘재료화학 저널 C(Journal of Materials Chemistry C)’ 전면 표지 논문으로 선정돼 게재됐다.</p>
         </section> 
        </div> 
        <p class="" data-translation="true">Copyright © 헤럴드경제. 무단전재 및 재배포 금지.</p>

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