차세대에너지·반도체소자 개발 연구 가속화

한국교원대 이시우 교수팀 '핫 전자' 세계 최초 검출
미국 화학회 학술지 'Nano Letters'에 게재

2023.03.20 17:40:11

이시우· 박정영 교수

[충북일보] 한국교원대 화학교육과 이시우 교수팀이 KAIST 화학과 박정영 교수팀과 함께 실험을 통해 고체-액체 계면에서 핫 전자 거동을 세계 최초로 관찰하는데 성공했다.

핫 전자(hot electron)는 높은 에너지를 갖고 있는 전자로 보통 펨토초(1000조 분의 1초) 동안 1~3eV의 에너지를 방출하며, 수명이 굉장히 짧아 직접적으로 검출하는 데에 어려움이 있었다.

이시우 교수팀은 금속-반도체 쇼트키(Schottky) 나노소자를 이용해 핫 전자를 실시간으로 검출했다.

특히 기존에 불가능했던 액상반응에서 핫 전자의 이동(hot electron transfer)을 직접 검출해 기상반응에서의 결과와 비교하는데 성공했다. 고체-기체 계면에 비해 고체-액체 계면에서 핫 전자의 이동이 100배 가량 증가한다는 사실을 처음으로 규명한 것이다.

한국교원대 이시우 교수는 "이번 연구 성과는 액상반응에서 핫 전자의 여기(excite)가 증폭된다는 점을 실험적으로 직접 밝혀내 표면화학 반응에서의 에너지 변환 메커니즘을 규명했다는데 큰 의의가 있다"고 말했다.

KAIST 박정영 교수는 "기존에는 불가능에 가까웠던 고체-액체 계면에서 핫 전자 거동관찰은 표면과학 분야의 큰 진전으로 추후 촉매전자학 개척을 위한 발판이 될 것"이라며 "이번 성과는 차세대 에너지 소자, 반도체 소자개발, 핫 전자 기반 광전기화학 촉매 등의 응용연구를 가속화하는데 기여할 것"이라고 설명했다.

이 연구결과는 미국 화학회(American Chemical Society)에서 출판하는 나노과학 분야 최고 수준의 학술지 'Nano Letters'에 17일자로 게재됐다. 1저자는 한국교원대 이시우 교수, KAIST 박정영 교수가 교신저자이다. / 이종억기자 eok527@daum.net


이 기자의 전체기사 보기 →

<저작권자 충북일보 무단전재 및 재배포금지>

PC버전으로 보기

충북일보 / 등록번호 : 충북 아00291 / 등록일 : 2023년 3월 20일 발행인 : (주)충북일보 연경환 / 편집인 : 함우석 / 발행일 : 2003년2월 21일
충청북도 청주시 흥덕구 무심서로 715 전화 : 043-277-2114 팩스 : 043-277-0307
ⓒ충북일보(www.inews365.com), 무단전재 및 수집, 재배포금지.
Copyright by inews365.com, Inc.