슈퍼 컴퓨터 이용, 새로운 1차원 전자화물 발견
슈퍼 컴퓨터 이용, 새로운 1차원 전자화물 발견
  • 박연수
  • 승인 2018.02.12 13:35
  • 조회수 8797
  • 댓글 0
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국내 연구진이 미개척 연구분야인 전자화물 소재의 새로운 형태를 보고했습니다. 미국 테네시 대학 오크리지 국립연구소 윤미나 교수와 성균관대 김성웅 교수 연구팀이 슈퍼컴퓨터의 이론 계산을 통해 1차원 형태의 전자화물을 발견했다고 한국연구재단이 밝혔습니다.

 

윤미나 교수. 출처: 한국연구재단

참고로 전자화물은 재료 내의 독립적인 공간에 전자가 음이온의 형태로 존재하는 신개념 재료를 말하는데요. 1983년 처음 발견된 후 현재까지 10여 종만 실제 합성되어 보고됐습니다. 

 

김성웅 교수. 출처: 한국연구재단

전자화물은 전자가 원소의 최외각 궤도에 위치하는 일반적인 물질과 다릅니다. 전자가 원소들 사이의 독립적인 공간에 음이온의 형태로 존재합니다. 전자 배열만으로 물질의 성질을 바꿀 수 있어 기존 소재의 성능 한계를 돌파할 완전히 다른 소재의 개발, 고가의 희소 소재의 대체 가능성이 열릴 것으로 기대하고 있죠.

 

이번 연구에서는 기존에 활용되지 않은 이론 중심의 방법론을 통해 입체공간에서 1차원적으로 배열되어 존재하는 새로운 형태의 전자화물을 발견했습니다.

 

이런 슈퍼 컴퓨터를 이용했어요. 출처: pixabay

연구진은 방대한 물질 데이터베이스에서 탐색하는 알고리즘과 제1원리 계산을 효과적으로 수행하는 방법을 접목했습니다. 제 1원리 계산은 양자물리학을 기반으로 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 물질의 특성을 계산하는 것을 말해요. 이때 미국 오크리지 국립연구소의 슈퍼컴퓨터를 이용했죠. 실험 중심의 연구를 벗어나 소재를 먼저 예측할 수 있는 이론적 방법론으로써 계산 과학 물질연구개발에 널리 적용될 것으로 전망됩니다.

 

김성웅 교수는 “지속적이고 선도적인 연구를 통해 새로운 전자화물 소재를 발굴‧합성하고, 그 물성을 최적화하여 전자소재, 자성소재, 화학적 촉매 등으로 응용분야를 확대해 나갈 것”이라고 향후 연구계획을 밝혔습니다.

 

이 연구는 과학기술정보통신부․한국연구재단 미래소재디스커버리사업 등의 지원으로 수행됐습니다. 1858년 창간돼 오랜 역사와 권위를 인정받는 미국물리학회지 <Physical Review Letters> 1월 8일자 논문으로 게재됐습니다.

 



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