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국내 연구진이 ‘양자 플라즈몬 공명’ 연구의 새로운 돌파구가 될 나노입자를 개발했다. 

양자 플라즈몬 공명 현상이란 반도체 나노결정 물질의 광학적 성질과 금속 나노결정 물질의 광학적 성질이 공존하는 현상이다. 반도체와 금속의 중간체적인 성질을 갖는 물질은 반도체와 금속의 특징이 모두 관찰된다. 이 때문에 물질의 변화를 이해하는 데 매우 좋은 재료가 된다. 

정광섭 고려대 화학과 교수 연구팀은 반도체-금속 하이브리드 성질의 셀레늄화 은 반도체를 개발, 이 나노입자의 양자점에서 양자 플라즈몬 공명 현상을 규명했다고 22일 밝혔다. 

반도체와 금속 중간체 물질을 입증하려면 반도체와 금속의 하이브리드 성질이 공존하는 양자 플라즈몬 공명 현상이 확인돼야 한다. 그러나 금속 입자를 매우 작은 크기로 줄여서 연구를 할 수밖에 없어 표면 외에는 성질을 크게 변화시키기 어렵다는 한계가 있다. 반도체 특징을 볼 수 있을 만큼 전자 밀도를 줄이기도 어려웠다. 

연구팀은 물질의 전자 밀도를 높이는 ‘자가도핑’ 방법을 이용, 전자 밀도를 보다 넓은 범위에서 조절 가능한 셀레늄화 은 반도체 나노결정을 이용해 양자 플라즈몬 공명 현상을 규명했다. 

이번 연구는 셀레늄화 은 반도체 나노입자에서 양자 플라즈몬 공명 현상을 구현, 반도체와 금속 중간체는 물론 새로운 물질과 특성을 이해하는 모델을 제시한 것으로 평가된다. 

정광섭 교수는 “기존에 보고된 반도체나 금속 입자에서 발견되지 않았던 물질의 광학적, 물리적 성질을 관찰했다”고 말했다. 연구결과는 국제학술지 ‘ACS 나노’ 9월 12일에 게재됐다. 

출처 : https://m.dongascience.com/news.php?idx=61745