■ 계명대 김익현 교수팀, 영국왕립화학회 무기·결정학 분야 학술지 표지 논문 선정
■ 대구대 다문화사회정책연구소, 고려대 아세아문제연구원과 연구협력 협약 맺어
■ DGIST, 제4회 이차전지 최신 연구개발 동향 토론회 개최
[프라임경제] 계명대학교(총장 신일희) 기계공학과 김익현 교수 연구팀이 충격파 유동을 이용해 Cadmium Telluride (CdTe)의 결정 구조가 기존의 zinc blende(아연 블렌드) 구조에서 암염형 구조로 전이된 후 다시 원래 구조로 복귀하는 '재구성 가능한 가역적 상전이' 현상을 정밀하게 입증했다.
해당 연구는 영국왕립화학회에서 발행하는 무기·결정학 분야의 권위있는 국제학술지 CrystEngComm(ISSN:1466-8033, CRYSTALLOGRAPHY 분야 2023 JCR 기준 Q1)에 '충격파에 의해 유도된 동적 재결정화를 통한 카드뮴 텔루라이드의 Zinc Blende에서 Rocksalt 구조로의 재구성형 상전이 분석'라는 제목으로 게재됐다.
CdTe는 넓은 직접 밴드갭, 우수한 광흡수 효율, 고방사선 저항성 등의 특성을 지녀 박막 태양전지, 고감도 방사선 검출기, 고속 광전자 소자 등 차세대 에너지 및 전자기기 핵심 소재로 주목받고 있다.
특히 극한 환경에서도 안정적인 물성과 구조를 유지할 수 있어 고기능성 반도체로 각광받아 왔다.
다만 CdTe의 뛰어난 물성에도 불구하고, 결정 구조나 전자적 특성을 정밀하게 제어하기 위해 고가의 장비, 복잡한 공정, 장시간의 열처리 조건 등이 요구된다는 한계가 있었다.
이에 반해, 이번 연구에서 활용된 충격파 유동 실험은 비교적 단순한 실험 설정과 짧은 처리 시간만으로도 원자 배열 수준의 구조 변화와 물성 조절이 가능하다는 점에서, 기존 방식에 비해 훨씬 경제적이고 효율적인 대안이 될 수 있음을 제시했다.
이번 연구에서 연구팀은 520 K 온도, 마하수 1.5 조건에서 CdTe 소재에 충격파 유동을 반복 조사한 결과, 약 300회 충격에서 아연 블렌드 구조가 암염형 구조로 전이됐으며, 400회 충격 이후 다시 원래 구조로 복원되는 현상을 확인했다.
이는 기존 고압 조건에서 나타나던 단방향적 상전이와 달리, 충격파 기반 동적 재결정화 메커니즘을 통해 원자 구조가 전환·복원되는 새로운 사례다.
충격파 유동은 CdTe의 구조적 물성에도 직접적인 영향을 미쳤다. 밴드갭은 3.31 eV에서 3.16 eV로 감소한 뒤 3.30 eV로 회복됐으며, 광발광(PL) 피크 또한 가역적인 파장 이동을 보였다. 형태 분석에서도 300회 충격 후 불균일해진 표면이 400회 충격 이후 균일한 층상 구조로 복원되며 구조적 안정성이 입증됐다.
김익현 교수는 "이번 연구 성과는 극한 환경에서도 구조적 안정성과 기능적 복원력이 요구되는 차세대 광전자 소자, 방사선 검출기, 에너지 변환 장치 등 다양한 분야로의 응용 가능성을 제시했다는 점에서 의의가 크다"고 밝혔다.
이번 연구는 인도 Sacred Heart 대학 충격파 실험실의 F. Irine Maria Bincy 연구원이 제1저자로, 계명대 충격파 및 기체역학 실험실의 마틴 브리또 교수와 김익현 교수가 공동 교신저자로 참여한 국제 공동연구로 수행됐다.
■ 대구대 다문화사회정책연구소, 고려대 아세아문제연구원과 연구협력 협약 맺어
다문화와 아시아 이주 관련 분야 연구 협력 강화
대구대학교 다문화사회정책연구소(소장 윤재운)와 고려대학교 아세아문제연구원(원장 이진한)은 지난 19일 고려대 아세아문제연구원 대회의실에서 업무협약을 체결했다.
양 기관은 이번 협약을 통해 다문화와 아시아 이주 관련 분야의 상호 발전을 위한 인적 교류를 활발히 하고, 연구 역량을 강화하는 데 힘을 합치기로 했다.
이날 고려대 아세아문제연구원 이진한 원장은 "이번 다문화사회정책연구소와의 협력이 이주 분야 연구 확장의 기틀이 되길 바란다"고 말했다.
대구대 다문화사회정책연구소 윤재운 소장은 "양 기관의 협력을 통해 다문화 연구의 한 축을 세우게 된 것을 매우 뜻깊게 생각하며, 앞으로도 긴밀한 관계가 지속되기를 바란다"고 말했다.
■ DGIST, 제4회 이차전지 최신 연구개발 동향 토론회 개최
산·학·연 전문가와 젊은 과학자들 한자리에 모여...차세대 전지 최신 성과와 발전 방향 모색
DGIST(총장 이건우)는 20일부터 21일까지 DGIST 대학본부 컨벤션홀에서 '제4회 이차전지 최신 연구개발 동향 토론회'를 개최한다.
이번 토론회는 국내 배터리 분야를 대표하는 산·학·연 전문가들이 모여 차세대 전지 기술의 발전 방향을 논의하기 위해 마련됐다.
행사 프로그램은 △양극 소재 개발 △음극 소재 개발 △차세대 전지 △이차전지 재활용 기술전략 등으로 구성됐으며, 전지 산업 전반의 주요 이슈를 폭넓게 다룬다.
특히, 현행 상용 기술과 미래 지향 기술을 한 무대에서 함께 논의함으로써 가까운 미래와 장기적 미래에 대한 소재 혁신 및 차세대 이차전지 연구 성과가 집중적으로 소개될 예정이다.
DGIST 에너지공학과 홍승태 교수는 "국가 기반 산업인 이차전지 분야의 최전선 연구와 더 먼 미래를 내다보는 성과를 한자리에 모아 발표하고 토론함으로써, 향후 한국 이차전지 산업과 연구의 방향을 함께 모색하는 의미가 크다"고 말했다.
한편, DGIST는 이번 토론회를 계기로 UNIST, POSTECH과 함께 차세대 배터리 분야 국가 전략과 산업 발전을 선도할 수 있는 연구 협력의 기반을 다지고, 관련 인재 양성에도 적극 협력해 나갈 계획이다.
