“옷 벗지 않고 몸무게 재듯”⋯양자점 질량 측정 난제 풀었다

연구 이미지. /포스텍 제공

나노미터(nm) 크기의 반도체 결정체인 ‘양자점(Quantum Dot)’은 디스플레이와 태양전지 등의 핵심 소재다. 하지만 그간 양자점의 성능을 결정하는 표면 분자 ‘리간드(ligand)’가 측정 과정에서 쉽게 떨어져 나가 정밀한 질량 분석에 어려움이 많았다.

포항공과대학교(이하 포스텍) 서종철·신승구 교수팀과 DGIST(경북과학기술원) 임성준 박사팀은 공동 연구를 통해 리간드가 부착된 상태 그대로 양자점의 질량을 측정하는 데 성공했다고 12일 밝혔다. 

연구팀은 전자를 끌어당기는 힘인 ‘전기음성도’가 큰 물질을 활용해 낮은 에너지의 레이저로도 양자점을 안정적으로 이온화했다. 마치 저울에 올라가도 옷이 벗겨지지 않게 설계한 것과 같은 원리다. 이를 통해 양자점의 크기와 리간드의 개수를 동시에 파악할 수 있게 됐다.

서종철 교수는 “기존의 통념을 뒤집고 리간드가 붙은 채로 질량 분석이 가능함을 증명했다”며 “희귀 나노소재나 신약 개발 등에 폭넓게 활용될 것”이라고 설명했다.

연구 결과는 분석화학 분야 권위지 ‘애널리티컬 케미스트리(Analytical Chemistry)’에 게재됐다.

/단정민기자 [e-mail]