(데일리대구경북뉴스=이준호 기자) 계명대학교(총장 신일희) 화학공학과 조신흠 교수 연구팀(박도윤 석사과정, 강주현 학석사연계과정)과 기계공학과 김익현 교수 연구팀이 초고속 충격 환경에서도 안정적으로 작동하는 적외선 플라즈모닉 반도체 나노소재를 개발했다고 밝혔다.
이번 연구는 미국 오크리지국립연구소(Oak Ridge National Laboratory)와의 국제 공동연구 성과로, 국제학술지 ACS Applied Materials & Interfaces(IF 8.2)에 온라인 게재됐다.
연구팀은 인듐-주석 산화물(Sn:In₂O₃) 나노결정을 활용해 강력한 적외선 플라즈몬 공명(LSPR) 특성을 발현하면서, 마하 1.7 수준의 항공 초음속 충격파 환경에서도 구조적·전자적 메모리셀 디바이스 안정성을 유지함을 입증했다.
연구팀은 기존 고가의 Sn(IV) 전구체 대신 상대적으로 저렴한 Sn(II) 전구체를 사용하면서도 동일한 도핑 효과가 발현됨을 과학적으로 규명했다. 실험 결과 Sn(II)와 Sn(IV) 전구체로 합성한 나노결정은 자유전하 농도와 LSPR 흡수 특성이 거의 같았고, 이는 향후 대량 합성과 재료 공급망 안정성 확보에 중요한 근거가 될 것으로 전망된다.
특히, 소재는 864K 고온과 2MPa 고압 환경에서 반복되는 초음속 충격에도 산화 안정성을 유지하며, 플래시 메모리셀 소자의 다중 레벨 셀(Multi-Level Cell, MLC) 동작이 가능함을 확인했다.
조신흠 교수는 “이번 연구 성과는 항공우주, 방위산업 분야에서도 폭넓게 활용 가능하다.”며, “고속 미사일 적외선 탐지 필터, 항공기 스텔스 소재, 자율주행 LiDAR 센서 등 적외선 기반 정밀 탐지와 제어가 필요한 분야에서 솔루션을 제공할 것”이라고 밝혔다.
