[과학] 우리 나라, 머리카락 굵기 20만분의 1 두께 금속 제조

중국과학원에 따르면 얼마전 우리 나라 연구팀은 머리카락 굵기의 20만분의 1에 불과한 다양한 종류의 단원자층 금속을  제조하는 데 성공했다. 이번 성과는 2차원  금속 분야의 연구를 추진할 전망이며 초소형 저전력 트랜지스터, 초고감도 탐지기 등 첨단 분야에 광범히 응용될 전망이다. 관련 론문은 국제학술지《네이처》에 발표되였다. 

론문의 통신저자이자 중국과학원 물리연구소 특임 연구원인 두로군은 “2차원 재료는 단원자층 또는 몇개의 원자층 두께의 재료를 말한다. 2차원 재료 연구는 응집물리학, 재료과학 등 분야의 일련의 중대한 발견을 이끌었으며 목전 국제 과학기술 발전의 중요한 최전방이다.”라고 밝혔다. 

소개에 따르면 2004년 단층 그래핀이 발견된 이래 2차원 재료 계렬은 신속히 확대되였고 목전 실험에서 얻을 수 있는 2차원 재료는 수백종에 달한다. 허나 이런 2차원 재료들은 현재 층상재료 체계에 국한되여 있고 금속을 포함한 대부분의 재료는 비층상 재료이다.

두라군은 “층상재료와 달리 금속재료의 매개 원자는 임의의 방향으로 주변의 원자와 강한 금속 결합 상호작용을 한다. 만약 층상재료를 ‘천겹으로 된 떡’에 비유한다면 금속재료는 ‘압축과자’와도 같다. 따라서 금속재료를 2차원 재료로 ‘재창조’하는 것은 층상재료보다 훨씬 어렵다.”고 말했다. 

연구팀은 금속을 녹이고 초기에 준비한 고품질의 단층 이황화몰리브덴압착기술을 결합하여 비스무트, 주석, 납, 인듐 및 갈륨을 포함한 다양한 2차원 금속의 보편적인 제조를 실현하였다. 제조된 2차원 금속재료의 가로 크기는 기존 재료에 대비해 획기적으로 향상되였고 1년 이상의 장기 환경 테스트에서도 성능 저하 없이 우수한 안정성을 립증했다. 《네이처》 심사위원들은 이 성과가 2차원 금속 분야의 과학 연구를 촉진할 것이며 2차원 재료 연구 분야의 중대한 진전이라고 밝혔다.  

론문의 통신저자이자 중국과학원 물리연구소 연구원인 장광우는 “2차원 금속재료는 광활한 응용 전망을 가지고 있으며 초소형 저전력 트랜지스터, 고주파 소자, 투명 디스플레이, 초고감도 탐지기, 고효률 촉매 등 분야의 기술 혁신을 추진할 것으로 기대된다.”고 말했다.

/신화넷 편역: 김명준

编辑：리철수