박우성 숙명여대 교수, 전자빔의 에너지 변환 메커니즘 규명

뉴스1 제공 2021.01.06 15:42
글자크기
연구모식도.(숙명여대 제공)/뉴스1연구모식도.(숙명여대 제공)/뉴스1


(서울=뉴스1) 정지형 기자 = 숙명여대는 박우성 기계시스템학부 교수 연구팀이 전자가 빛에 가까운 속도로 움직일 때 물질을 투사하면서 생기는 발열의 원리를 세계 최초로 규명했다고 6일 밝혔다.



재료의 구조를 관찰하기 위해 자주 사용되는 것이 전자현미경이다. 문제는 전자 투사 현미경을 사용할 때 발생하는 전자빔의 에너지가 관찰 대상이 되는 재료의 구조와 성질을 변화시켜 물질의 정확한 관찰을 방해한다는 점이다.

숙명여대는 이러한 점을 고려해 박 교수와 굿슨(Goodson) 미국 스탠포드대 교수 등으로 구성된 공동 연구팀이 전자빔 투과 시 생성되는 발열량을 측정하기 위한 초정밀 열량계를 개발했다고 설명했다.



공동 연구팀은 초정밀 열량계를 활용해 전자 투시 현미경에서 전자빔 발생에 따른 발열량을 정밀하게 측정했다.

또 전자의 에너지 손실 분포도도 측정한 결과 전자가 열로 전환되는 것은 주로 원자 주변 최외곽 전자와 투사된 전자가 충돌해 에너지가 전달된다는 사실을 밝혔다.

박 교수는 "이전에도 전자빔으로 인한 발열을 연구하고자 하는 노력이 있었지만 재료마다 상이한 차이가 있어 적용이 어려웠다"면서 "이번 연구에서는 국소 온도 대신 총 발열량을 측정해 에너지 전환 메커니즘을 규명했다"라고 설명했다.


숙명여대는 이번 연구를 통해 전자 에너지 손실 분포 측정법 EELS(Electron Energy Loss Spectroscopy)로 발열을 예측하는 것이 가능해져 전자 투사 현미경 내에서도 다양한 온도 실험이 가능해졌다고 설명했다.

한편 한국연구재단 지원을 받아 수행된 이번 연구의 결과는 국제 저명 학술지인 '어드밴스드 사이언스'(Advanced Science)에 지난해 12월21일자로 게재됐다.

<저작권자 © 뉴스1코리아, 무단전재 및 재배포 금지>
TOP