원자력연구소 이정수 박사
고분자ㆍ나노복합소자ㆍ자기기억소자 등 다양한 분야의 박막 시료 표면구조 특성을 나노 단위까지 분석할 수 있는 `중성자 반사율 측정장치(Neutron Reflectometer)`가 순수 국내 기술로 개발됐다.
한국원자력연구소 `하나로(HANARO)' 이용기술개발부 이정수 박사팀은 "중성자의 광학적 특성을 이용해 미세 박막의 특성을 측정하는 중성자 반사율 측정장치를 개발했다"고 밝혔다.
이에 따라 박막재료 특성 등을 연구시 해외시설을 이용해야만 했던 불편함을 해소하고, 나노과학(NT), 생명공학(BT) 등 관련 분야의 연구에 두루 활용될 것으로 전망된다.
중성자 반사율 측정장치는 1990년대 중반에야 개념이 정립된 첨단 기술이다. 이는 에너지가 대단히 낮은 중성자를 이용함으로써 측정 시료에 손상을 주지 않아 시료의 반복적인 이용이 가능하다는 장점이 있다.
중성자는 또 다른 탐색자에 비해 투과력이 현저하게 높고, 그 자체가 하나의 자석이어서 고분자 박막, 금속박막, 유전체 박막, 자성박막, 자성반도체 박막 및 초전도체 박막 등 다양한 분야의 연구 개발에 활용이 가능하다는 게 연구팀의 설명이다.
현재는 미국과 프랑스 일본 영국 등 5~6개국 정도만 이 설비를 보유하고 있으며, 국내의 관련업체와 연구기관들이 중성자를 이용한 박막 재료의 특성 측정 및 해석이 필요할 때 미국 일본 등 해외 시설을 이용해야만 했다. 그러나 이번 장치개발로 NT, BT 등의 연구에 큰 도움이 될 것으로 연구팀은 전망했다.
중성자 반사율 측정의 장점은 중성자 자체의 특성에 기인한다. 우선 중성자는 핵과 직접 반응하므로 이웃하는 원소에 대해서도 중성자 산란길이와 밀도가 크게 다를 수 있다. 즉, 중성자는 유기 및 생화학적인 재료들의 근간을 형성하는 수소, 탄소, 산소, 질소 등의 가벼운 원소들에 의해 강하게 산란되므로 이들을 포함한 재료 연구에 유용하다고 연구팀은 설명했다.
이 박사는 "기존의 중성자를 이용한 비파괴 검사가 중성자의 입자적인 특성을 이용해 구조물 표면이나 내부 결함 여부를 알아냈다면, 이번에 개발된 중성자 반사율 측정장치는 중성자의 광학적인 특성을 이용해 미세 박막의 특성을 측정하는 것"이라고 말했다.
이 박사는 또 "기존의 중성자 이용장치들과는 개념 자체가 달라서 개발하기까지 많은 시간이 걸렸지만, 중성자 차폐장치와 구동프로그램, 컨트롤러까지 완전히 국산화하는 데 성공했다"고 밝혔다.
이번 연구성과는 과학기술부 중장기 사업의 일환으로 추진됐으며, 원자력연구소가 5년 연구 끝에 결실을 본 것이라고 연구팀은 설명했다.
박정연기자@디지털타임스
<용어 설명> 중성자 반사율 측정장치
고분자ㆍ나노복합소자ㆍ자기기억소자 등 다양한 분야의 박막 시료 표면구조 특성을 나노 단위까지 분석할 수 있는 `중성자 반사율 측정장치(Neutron Reflectometer)`가 순수 국내 기술로 개발됐다.
한국원자력연구소 `하나로(HANARO)' 이용기술개발부 이정수 박사팀은 "중성자의 광학적 특성을 이용해 미세 박막의 특성을 측정하는 중성자 반사율 측정장치를 개발했다"고 밝혔다.
이에 따라 박막재료 특성 등을 연구시 해외시설을 이용해야만 했던 불편함을 해소하고, 나노과학(NT), 생명공학(BT) 등 관련 분야의 연구에 두루 활용될 것으로 전망된다.
중성자 반사율 측정장치는 1990년대 중반에야 개념이 정립된 첨단 기술이다. 이는 에너지가 대단히 낮은 중성자를 이용함으로써 측정 시료에 손상을 주지 않아 시료의 반복적인 이용이 가능하다는 장점이 있다.
중성자는 또 다른 탐색자에 비해 투과력이 현저하게 높고, 그 자체가 하나의 자석이어서 고분자 박막, 금속박막, 유전체 박막, 자성박막, 자성반도체 박막 및 초전도체 박막 등 다양한 분야의 연구 개발에 활용이 가능하다는 게 연구팀의 설명이다.
현재는 미국과 프랑스 일본 영국 등 5~6개국 정도만 이 설비를 보유하고 있으며, 국내의 관련업체와 연구기관들이 중성자를 이용한 박막 재료의 특성 측정 및 해석이 필요할 때 미국 일본 등 해외 시설을 이용해야만 했다. 그러나 이번 장치개발로 NT, BT 등의 연구에 큰 도움이 될 것으로 연구팀은 전망했다.
중성자 반사율 측정의 장점은 중성자 자체의 특성에 기인한다. 우선 중성자는 핵과 직접 반응하므로 이웃하는 원소에 대해서도 중성자 산란길이와 밀도가 크게 다를 수 있다. 즉, 중성자는 유기 및 생화학적인 재료들의 근간을 형성하는 수소, 탄소, 산소, 질소 등의 가벼운 원소들에 의해 강하게 산란되므로 이들을 포함한 재료 연구에 유용하다고 연구팀은 설명했다.
이 박사는 "기존의 중성자를 이용한 비파괴 검사가 중성자의 입자적인 특성을 이용해 구조물 표면이나 내부 결함 여부를 알아냈다면, 이번에 개발된 중성자 반사율 측정장치는 중성자의 광학적인 특성을 이용해 미세 박막의 특성을 측정하는 것"이라고 말했다.
이 박사는 또 "기존의 중성자 이용장치들과는 개념 자체가 달라서 개발하기까지 많은 시간이 걸렸지만, 중성자 차폐장치와 구동프로그램, 컨트롤러까지 완전히 국산화하는 데 성공했다"고 밝혔다.
이번 연구성과는 과학기술부 중장기 사업의 일환으로 추진됐으며, 원자력연구소가 5년 연구 끝에 결실을 본 것이라고 연구팀은 설명했다.
박정연기자@디지털타임스
<용어 설명> 중성자 반사율 측정장치
