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DGIST 연구팀, 소리의 움직임 분석할 수 있는 이미징 시스템 개발

이성현 기자 | 기사입력 2018/02/28 [17:17]

DGIST 연구팀, 소리의 움직임 분석할 수 있는 이미징 시스템 개발

이성현 기자 | 입력 : 2018/02/28 [17:17]

【브레이크뉴스 대구】이성현 기자= DGIST(총장 손상혁)는 동반진단의료융합연구실 김현민 선임연구원 연구팀이 연세대 안종현 교수 연구팀과의 공동연구로 ‘순간 2차 고조파 이미징 시스템’을 개발했다고 28일 밝혔다.

 

▲ 순간 2차 고조파 이미징 시스템을 개발한 DGIST 동반진단의료기술융합연구실 김현민 선임연구원     © DGIST 제공

 

연구팀이 개발한 순간 2차 고조파 이미징 기술은 결정상의 물질에서 대칭이 깨어지는 지점에서 프로파 파장의 절반에 해당하는 파장이 생성됨을 이용해 그것이 다른 파장을 가진 펌프파에 의해 이동된 전자와 격자간의 반응으로 생성되는 약 1011Hz(1Hz는 1초에 1번 진동) 단위의 소리 발생을 측정할 수 있다.

 

연구팀은 샘플의 손상을 줄이는 동시에 레이저 초점 사이즈를 줄일 수 있도록 기존의 순간흡수방식 분광기에서 사용되던 레이저 출력을 수천 배에서 수만 배 정도로 줄이고, 실시간으로 시각화하기 위해 고성능 스캐닝 시스템을 적용했다.

 

자연계에 존재하는 이황화몰리브덴 결정을 스카치테이프 박리법을 이용해 원자 층으로 만들고, 레이저와의 접촉 시 발생하는 열을 원활히 배출하기 위해 알루미나 층을 샘플 위에 얇게 도포해 대물렌즈에 최적화시켰다.

 

1.04㎛ 크기의 근적외선 파장을 프로브파로 이용해 레이저의 물질 투과도를 높이고 이에 따라 발생하는 2차 고조파 파장이 초록색(520nm)의 가시광선 영역에 위치하게 해 펌프파와 결합하면 2차원 물질의 밀집된 에너지 밴드의 이온화 에너지 부근 영역까지 전자의 움직임을 분석할 수 있도록 효율을 극대화했다.

 

또한, 시간분해 기능을 뺀 2차 고조파 이미징 시스템을 4파 혼합파 이미징 기능과 결합해 화학증기 증착법을 응용해서 제조한 이황화몰리브덴의 적층구조 분석에 적용해 육각, 삼각 별 모양 등의 다양한 구조 분석에 유용하게 쓰일 수 있음을 증명했다.

 

연구팀이 광학 현미경으로 개발한 순간 2차 고조파 이미징 시스템은 2차원 구조의 소재뿐 아니라 페로브스카이트, 퀀텀 닷 등 에너지 소재 및 촉매의 효율을 결정하는 전자의 수명 연구에 적용할 경우 관련 소재 및 소자 단계 연구에 기여를 할 수 있을 것으로 기대된다.

 

DGIST 동반진단의료융합연구실 김현민 선임연구원은 “순간 2차 고조파 이미징 기술을 이용해 대량생산되는 재료의 전자-홀 움직임 분석을 동시다발적으로 시각화할 수 있어 나노 신소재 기반 원천기술 개발에 크게 기여할 수 있을 것”이라며 “확보된 고해상도 실시간 분석 기술을 물리적 회절제약 환경 분석으로 확대해 초정밀 에너지 및 광소자 개발 연구를 진행하겠다”고 말했다.

 

한편, 이번 연구 결과는 세계적 학술지 ‘어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials) 13일자 표지논문(Frontispiece)과 세계적 학술지 네이처의 자매지인 ‘엔피지 아시아 머터리얼즈(NPG Asia Materials)’ 9일자 온라인판에 각각 게재됐다.

 

 

브레이크뉴스 대구 본부장입니다. 기사제보: noonbk053@hanmail.net
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