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[IT뉴스]10나노 두께 열감지 필름 개발…초경량 야간투시경 응용 기대

온카뱅크관리자

2025-04-24 09:07:28

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        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="u7PxmZqyM9">
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="58f047b640ce8237e8d9deb3e1adef7e79306a5b5d6d4a2c9aca9218353d271e" dmcf-pid="7zQMs5BWMK" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="야간투시경은 미세한 빛을 증폭시켜 밤이나 어두운 공간에서도 시야를 확보할 수 있는 장비다. 게티이미지뱅크 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202504/24/dongascience/20250424090217522bsuz.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="UNnoTu8tJ2" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202504/24/dongascience/20250424090217522bsuz.jpg" width="658"></p>
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            야간투시경은 미세한 빛을 증폭시켜 밤이나 어두운 공간에서도 시야를 확보할 수 있는 장비다. 게티이미지뱅크 제공
           </figcaption>
          </figure>
          <p contents-hash="f4d350457401d60746a607bc2a8a05eded74fc4c9aa12e42ecfb8112a7528902" dmcf-pid="zqxRO1bYeb" dmcf-ptype="general">야간투시경은 미세한 빛을 증폭시켜 야간이나 어두운 공간에서 시야를 확보하는 장비다. 사물에서 방출되는 원적외선을 민감하게 감지하는 매우 얇은 필름이 개발돼 무겁고 큰 기존 야간투시경 등 전자기기를 경량화·소형화하는 데 응용될 것으로 기대된다.</p>
          <p contents-hash="b53745850744f4e6cc3cdce9e6ef65fec66a599b5d9af8fc258f5f723919c075" dmcf-pid="qBMeItKGLB" dmcf-ptype="general"> 김지환 미국 매사추세츠공대(MIT) 기계공학과 및 재료과학·공학과 교수팀은 초전(pyroelectricity) 소재를 두께 10나노미터(nm, 10억분의 1m)의 박막으로 구현해 열 감지 필름을 만드는 데 성공하고 연구결과를 23일(현지시간) 국제학술지 '네이처'에 공개했다.</p>
          <p contents-hash="b88fd8a41effceede62cf6b7272209f5b9f1b8edf6c782ffc7f6dd5b815b6446" dmcf-pid="BbRdCF9HJq" dmcf-ptype="general"> 초전소재는 온도 변화에 따라 전류를 발생시켜 열을 감지하는 데 쓰인다. 두께가 얇을수록 열 감지 능력이 우수하다.</p>
          <p contents-hash="f89ccc6e2110c717e06a809aa24820d3b545805d194838c416cbb1bee23ee7da" dmcf-pid="bKeJh32XJz" dmcf-ptype="general"> 김 교수는 반도체 재료를 기판 위에서 성장시킬 때 그래핀 같은 얇은 2차원 물질을 중간층으로 구현하고 위쪽을 박리(lift-off)하는 '원격 에피택시' 방법을 2017년 개발했다. 2차원 물질층은 반도체 박막이 기판에서 쉽게 분리돼 다른 곳에 전사될 수 있도록 돕는다. 기판은 계속 재활용할 수 있다.</p>
          <p contents-hash="efdcae607c0b7ef0f09cc7cd96f540934ac11d6b90bd03310fbcd93c25eca8cf" dmcf-pid="KETW9nwMd7" dmcf-ptype="general"> 연구팀은 다양한 소재에 원격 에피택시 방법을 적용하던 중 초전소재인 PMN-PT를 성장시킬 때 중간층이 없어도 매끄럽게 박리된다는 사실을 발견했다. 실험 결과 PMN-PT에 규칙적으로 배열된 납(Pb) 원자들이 접착력을 줄여 재료가 기판에서 잘 분리되도록 도왔다.</p>
          <p contents-hash="0ff82ec65c8f15f7bbdb010ea57ce7fef6b0e1a4a10447b339a3669f4407b141" dmcf-pid="9DyY2LrRLu" dmcf-ptype="general"> 연구팀은 두께 10나노미터의 PMN-PT 필름을 제작했다. 한 변이 약 60마이크로미터(㎛, 100만분의 1m)인 정사각형 모양으로 만든 필름 100개를 배열하고 미세한 온도 변화를 준 결과 필름은 원적외선 영역 전반에서 작은 온도 변화에도 민감하게 반응했다. 최신 야간투시경의 감도와 비슷한 수준이다.</p>
          <p contents-hash="9da48535ac63198776da18a57194d346626ff06015bbe439bd2af40ec482542b" dmcf-pid="2wWGVomenU" dmcf-ptype="general"> 현재 널리 쓰이는 광검출 방식 야간투시경은 냉각 장치가 필요해 무겁고 부피가 크다는 단점이 있다. 연구팀이 개발한 필름을 활용하면 냉각 장치 없이도 기존 야간투시경과 동일한 감도의 초경량 장비를 구현할 것으로 기대된다.</p>
          <p contents-hash="8ce25b17ed548b90fd1d1d273b7987c4f96245e88eeb6caead60d8e75e793782" dmcf-pid="VrYHfgsddp" dmcf-ptype="general"> 초전소재 필름은 야간투시경 외에도 적외선 감지가 필요한 다른 장치에 적용될 수 있다. 예를 들어 자율주행 자동차에 적용되면 어둡거나 안개가 낀 날에도 보행자와 다른 차량을 인식하는 데 기여할 수 있다.</p>
          <p contents-hash="2e2da4effa945212dcd039b9501162b926d01c8152450d503a0b916323d599f3" dmcf-pid="fmGX4aOJR0" dmcf-ptype="general"> 연구팀이 PMN-PT 필름을 구현한 방법은 향후 초박형 웨어러블 센서, 유연 트랜지스터 소자, 고감도·소형 이미지 처리장치 등 새로운 종류의 전자 기기 개발에 유망하다는 평가다. 기판에 납 원자를 주입하면 PMN-PT와 비슷한 박리 효과를 유도할 것으로 예상된다.</p>
          <p contents-hash="312339e087db9d6d94c4ca744af215debd43d25c00c50ec89887ace48fd1de69" dmcf-pid="4sHZ8NIiM3" dmcf-ptype="general"> 연구팀은 "PMN-PT 필름을 야간투시경에 통합하는 데 주력할 예정"이라며 "야간투시경에 실제로 적용하려면 다양한 환경 조건에서 테스트해야 한다"고 밝혔다.</p>
          <p contents-hash="b4e25da7481afe9c847715a3e506c420cbf95dcec8c2262a75dd983c637b9283" dmcf-pid="8OX56jCniF" dmcf-ptype="general"> &lt;참고 자료&gt;<br> - doi.org/10.1038/s41586-025-08874-7</p>
          <p contents-hash="d9863736a5e82963018585e05126ef27f00986ca6d4cf18101f2cc47ae0b0db6" dmcf-pid="6IZ1PAhLRt" dmcf-ptype="general">[이병구 기자 2bottle9@donga.com]</p>
         </section> 
        </div> 
        <p class="" data-translation="true">Copyright © 동아사이언스. 무단전재 및 재배포 금지.</p>

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