UNIST(총장 이용훈)는 권오훈 화학과 교수팀이 흑린에 섬광을 비추는 방법으로 흑린 내부의 미세구조가 변형되는 전 과정을 포착하는 데 성공했다고 28일 밝혔다. 

흑린은 전자소자나 나노스케일 미세기계(NEMS) 재료로 주목받는 물질이다. 전기적 특성을 쉽게 바꿀 수 있어야 이러한 소자 재료로 쓸 수 있는데 흑린은 외부자극으로 미세구조가 변형되면 전기적 특성이 바뀌는 특이한 성질을 갖는다. 

연구팀은 원자수준으로 얇은 흑린의 미세한 구조변화를 관찰하기 위해 '초고속 전자현미경'을 이용했다. 초고속 전자 현미경으로 얻은 2차원 이미지를 입체적 (3차원)으로 재구성한 뒤 시간 단위로 이어 붙여 흑린이 외부자극에 반응해 내부 미세구조가 바뀌는 전체 과정을 얻었다. 

이를 통해 흑린을 구성하는 인(P) 원자가 더 빼곡하고 탄탄하게 쌓여있는 방향으로 구조 변형이 잘 생긴다는 사실을 발견했다. 원자가 빼곡하게 쌓여있는 방향으로 나노 주름이 더 잘 만들어진 것이다. 피부는 탄력이 있을수록 주름이 잘 생기지 않는데 흑린에서는 상반되는 현상 나타났다. 

권오훈 교수는 "이번 연구는 흑린의 독특한 원자 배치구조 때문에 발생하는 다양하고 특이한 성질을 빛을 이용해 아주 짧은 시간 단위로 조절할 수 있다는 것을 보였다"라며 "실증적으로도 가치 있는 연구"라고 설명했다.

이번 연구결과는 나노 분야 국제 학술지인 ACS Nano에 23일 자로 출판됐다.