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- SAINT 배완기 교수님 나노소재분야 유공자로 장관표창 수상
- 11월 9일부터 12일까지 경기도 과천시 국립과천과학관에서 개최된 '2023 대한민국 과학기술대전'에서 SAINT 배완기 교수님께서 장관 표창을 수상하셨습니다. 과학대전에는 출연연·대학·기업 등 연구기관 및 과학문화 단체 등 50개 기관이 참여하였으며 주요기술분야관에는 기초과학과 반도체, 디스플레이, 이차전지, 첨단바이오, 신소재, 양자, 우주 등 현재 대한민국 기술경제를 이끌고 미래 대한민국 신성장동력이 될 주요기술의 우수성과가 전시되었습니다. 이 중 과학기술 발전에 힘쓴 유공자 27명을 시상하였으며, 배완기 교수님께서는 나노·소재분야 유공자로서 장관 표창을 수상하셨습니다. 수상을 축하드립니다.
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- 작성일 2023-11-13
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- 2023 SKKU 대학원생 논문대상 수상자 (최우수상- 이일현, 우수상- 유연정, 장려상- 서영호)
- [최우수상 수상] 나노과학기술학과 이일현(지도 교수 전일 교수님) 3D Structures Using Nano Fountain Pens for Creating Functional Architectures [우수상 수상] 나노과학기술학과 유연정(지도 교수 임용택 교수님) Sustained Invigoration of Nanoengineered Macrophages Anchored with TLR7/8 Agonist Enhances the Cancer Immunotherapy [장려상 수상] 나노과학기술학과 서영호(지도 교수 전일 교수님) Excellent Antiviral Effects of Mask Filters Made from Superhydrophobic Carbon Nanotubes 수상을 축하 드립니다.
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- 작성일 2023-11-13
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- 성균나노과학기술원 임성빈 학우, 삼성디스플레이 산학협력 논문대회 은상 수상
- 성균나노과학기술원 임성빈 학우, 삼성디스플레이 산학협력 논문대회 은상 수상 성균나노과학기술원 나노과학기술학과 임성빈 학우(석박통합, 지도교수 배완기 교수)가 삼성디스플레이 산학협력 논문대회에서 은상을 수상하였습니다. 삼성디스플레이 산학협력 논문대회는 우수한 연구결과의 공유 및 디스플레이 연구개발 연구의욕 고취를 목적으로 ㈜삼성디스플레이가 2018년부터 매년 산학과제에 참여 중인 학부·대학원생을 대상으로 개최하고 있는 대회입니다. 이번 대회에서 임성빈 학우는 'Coherent Heteroepitaxial Growth of I-III-VI2 Ag(In,Ga)S2 Colloidal Nanocrystals with Near-Unity Quantum Yield' 논문 주저자로 은상을 수상하게 되었습니다. 수상을 축하드립니다.
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- 작성일 2023-09-27
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- 성균나노과학기술원 이진욱 교수, ㈜현대자동차와 공동연구개발 프로젝트 개시
- 성균나노과학기술원 및 나노공학과 이진욱 교수는 ㈜현대자동차 선행기술원과 페로브스카이트 태양전지 상용화 기술 개발을 위한 공동연구프로젝트를 시작하였다. 양측은 2023년 5월부로 산학공동연구과제 프로젝트를 위한 협약서를 체결하고 진공 열 증착 공정을 활용한 페로브스카이트 탠덤 태양전지 개발을 시작하였다. 이진욱 교수 연구팀은 향후 현대자동차 선행기술원과 정기적인 미팅과 밀접한 공동연구를 통해 페로브스카이트 태양전지 상용화를 위한 핵심원천기술을 개발할 예정이다. 현대자동차에서 추진하는 페로브스카이트 태양전지 개발 프로젝트는 아래 홈페이지에서 자세히 확인할 수 있다. https://www.hyundai.co.kr/story/CONT0000000000098758
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- 작성일 2023-09-20
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- SAINT 배완기 교수 연구팀, 미래형 차세대 디스플레이 상용화 앞당길 양자점 기술 개발
- SAINT 배완기 교수 연구팀, 미래형 차세대 디스플레이 상용화 앞당길 양자점 기술 개발 - 핵심 발광 소재인 I-III-VI2족 코어-쉘 친환경 양자점 소재 합성법 개발 - VR, AR 등 차세대 디스플레이 개발에 활용될 것으로 기대 성균나노과학기술원 배완기 교수 연구팀은 미래형 디스플레이 구현을 위한 핵심 발광 소재인 I-III-VI2족 코어-쉘 친환경 양자점* 기술을 개발했다. * 양자점: 나노미터 크기의 반도체 나노 입자로서, 빼어난 색순도와 높은 효율을 지니는 미래형 디스플레이 핵심 소재 양자점은 빼어난 색 재현율과 높은 광효율을 가지고 있으며 용액 공정이 가능하다는 특성으로 가상현실 또는 증강현실 디스플레이와 같은 미래형 디스플레이 구현을 위한 핵심 발광 소재로써 주목받고 있다. 특히 I-III-VI2족 양자점은 크기와 조성을 조절하여 광학 특성을 제어할 수 있으며 높은 흡광도를 가져 차세대 친환경 소재로서 각광받았다. 하지만 I‑III‑VI2족 양자점은 적합한 쉘 물질 조성의 한계로 에피택시(epitaxy)* 성장이 어렵고 원소 간 반응성 차이에 의해 높은 광효율을 가지는 양자점 합성에 어려움이 있었다. 이에 연구진은 신규 전구체*를 도입해 I-III-VI2-족 코어 위에 I-III-VI2족 쉘을 에피택시 성장시켜 높은 광효율을 가지는 I-III-VI2-/I-III-VI2족 양자점 소재 합성을 최초로 개발하였다. 또한 습식화학*기법을 통해 코어 물질의 조성을 정교하게 조절하여, 가시광선 전 범위에서 높은 광효율을 구현하였다. * 에피택시: 하나의 결정체에 규칙적으로 바르게 배열된 결정이 성장하는 현상 * 전구체: 다른 화합물을 생성하는 화학 반응에 참여하는 화합물 * 습식화학: 비색법, 중량 측정법, 적정 분석법 등의 방법을 사용하여 액체 시료의 원소 및 화합물을 분석하는 실험 방법 연구팀은 나아가 태양광 집속기* 소자를 통해 기존 II-VI족, III-V족 양자점 소재 대비 I-III-VI2-양자점 소재의 높은 흡광도에 따른 우수성을 입증하여 궁극적으로 I-III-VI2-족 친환경 양자점 소재의 실용화를 가시화하였다. * 태양광 집속기: 태양광 에너지를 집중시켜 태양광 전지판에 도달하는 에너지를 증가시키는 장치로 태양광 전지판이 더 많은 태양광 에너지를 수집하고 전기로 변환할 수 있다. 배완기 교수는 이번 연구에 대해 "소재 조성의 선택이 제한적인 친환경 양자점에서 I-III-VI2-/I-III-VI2족 신규 양자점 조성 물질의 구현을 처음으로 보고한 점에서 의미가 있다"고 평가하였고 박지상 교수는 "기존의 연구되었던 II-VI족, III-V족 양자점 대비 I-III-VI2족 양자점의 우수한 광특성을 실험적으로 입증한 최초의 사례"라고 이번 연구를 평가하였다. 또한 황의헌 교수는 "더 적은 소재로 동일한 광학 성능을 구현할 수 있어 QD-OLED, VR, AR 등 차세대 디스플레이 개발을 촉진할 것"이라고 설명했다. 연구팀의 이번 연구성과는 종합 과학 분야 학술지인 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications, IF: 17.694)에 6월 24일(토) 온라인 게재되었다. 이번 연구는 한국연구재단(함께달리기), 삼성디스플레이, 삼성전자 기본사업의 지원으로 이루어졌다. ※ 논문명: Coherent heteroepitaxial growth of I-III-VI2 Ag(In,Ga)S2 colloidal nanocrystals with near-unity quantum yield for use in luminescent solar concentrators ※ 저널: 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications) ※ 저자명: 배완기 교수(교신저자, 성균관대학교), 장준혁 박사(교신저자, 시카고대학교), 송형준 교수(교신저자, 서울과학기술대학교), 이학준(제1저자, 서울대학교 석박통합과정), 임성빈(제1저자, 성균관대학교 석박통합과정), 정동주(제1저자, 성균관대학교 석박통합과정), 황의헌(공동저자, 성균관대학교 교수), 박지상(공동저자, 성균관대학교 교수) 출처: 성균관대학교 홈페이지 성대뉴스 https://www.skku.edu/skku/campus/skk_comm/news.do?mode=view&articleNo=107137
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- 작성일 2023-08-24
- 조회수 1409
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- SAINT 강보석 교수-포스텍 공동연구팀, 자유자재로 늘리고 접고 비틀어도 끄떡없는 반도체 기술 개발
- 성균관대-포스텍 공동연구팀, 자유자재로 늘리고 접고 비틀어도 끄떡없는 반도체 기술 개발 - 고신축성·고성능 반도체 고분자 유기반도체 기술 개발 ▲ SAINT 강보석 교수 자유자재로 늘리거나 접고 비틀어도 끄떡없는 스트레처블(stretchable) 전자소자의 개발을 위해서는 변형된 상태에서도 전기 성능이 떨어지지 않는 신축성 반도체 소재의 개발이 필수적이다. 그러나 전자소자를 늘리는 경우 단순히 구부리거나 돌돌 마는 경우와 비교해서 전자소자를 구성하는 반도체층에 10배 이상의 물리적 스트레스를 가하게 되어 심각한 전기 및 기계적 파괴를 일으킨다. 지금까지 유기 반도체 소재의 신축성 확보와 동시에 늘려진 상태에서 전기적 성능을 우수하게 유지하기 위한 연구는 꾸준히 진행됐으나, 신축성과 전하 이동 성능 측면에서 아직 초보적인 수준에 머물러 있다. 나노과학기술학과 강보석 교수와 POSTECH 화학공학과 조길원 교수 공동 연구팀은 신축성과 전기적 성능의 안정성을 동시에 향상할 수 있는 새로운 신축성 고분자 반도체 소재 기술 개발에 성공했다. 기존 고분자 반도체 소재는 늘렸을 때 서로 얽혀있던 고분자 사슬들이 비가역적으로 미끄러져 고분자 사슬 사이에 틈이 생기는데, 이에 따라 소재의 파괴가 일어나고 전기적 성능이 저하된다. 연구팀은 새로운 광가교제를 사용해 고분자 사슬 사이에 가교 그물 구조를 형성함으로써 고분자 사슬이 인장으로 인해 비가역적으로 미끄러지는 현상을 억제했다. 개발된 광가교제는 유연한 사슬 형태로 설계되었으며 분자의 양 끝에 아자이드* 반응기를 지니고 있어 자외선을 쪼이면 고분자 반도체와 가교 반응을 일으켜 그물 구조를 형성해 반도체 고분자 소재의 신축성을 증가시킨다. * 아자이드(Azide): 화학식에 N3−를 가지고 있는 등전자성의 선형 음이온. 하이드라조산(HN3)의 짝염기이며, 높은 반응성으로 인하여 주로 차량용 에어백의 추진제로 사용된다. 연구팀이 개발한 신축성 고분자 반도체 소재는 기존 반도체 소재 대비 인장 강도, 파괴 시의 연신율*, 반복 인장 안정성 등의 기계적 특성이 크게 향상됐다. 특히, 가교된 반도체 박막은 80% 늘린 상태에서도 전기적 특성을 최대 96% 보존하는 데 성공했다. 연구팀이 개발한 새로운 광가교 소재 기술은 패터닝 기술을 이용해 대면적 신축성 유기 반도체 패턴을 제작할 수 있어 차세대 신축성 전자소자 제작에 유용하게 활용될 것으로 기대된다. * 파괴 연신율(Fracture strain): 박막이 기계적 변형으로 인하여 찢어지는 그 순간의 인장 변형률 연구팀은 “고분자 유기 반도체 박막에 아자이드 광가교제를 도입하여 고분자 사슬 간의 상호 작용을 강화하는 가교 그물 구조를 형성함으로써 박막의 기계적 변형에 의한 큰 변형을 견디면서도 우수한 전기적 특성을 유지할 수 있었다.”며 “고분자 반도체 소재의 신축성을 개선하는 간단한 방법을 제공할 뿐만 아니라 패터닝 기술에 접목하기 쉬워 향후 높은 산업적 효용을 지니고 있다.”고 말했다. 한편, 과학기술정보통신부의 중견연구자지원사업과 국제협력 네트워크 전략강화사업으로 수행한 이번 연구의 성과는 재료과학 분야 상위 5% 이내 권위지인 어드밴스드 펑셔널 머터리얼스(Advanced Functional Materials)지 표지논문으로 게재됐다. 출처: 성균관대학교 홈페이지 성대뉴스 읽기 https://www.skku.edu/skku/campus/skk_comm/news.do?mode=view&articleNo=105807
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- 작성일 2023-05-10
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- SAINT 전일 교수 연구팀, 빛 증폭시키는 나노입자 신규물질 합성 및 페로브스카이트 소자 적용 보고
- SAINT 전일 교수 연구팀, 빛 증폭시키는 나노입자 신규물질 합성 및 페로브스카이트 소자 적용 보고 - Wiley EcoMat 저널, Korea TOP 3 University 특별호 게재 - 불순물로 여겨지던 나노 입자를 페로브스카이트 광전 소자에 세계 최초 적용 나노공학과 전일 교수와 한지예 박사는 탄소나노튜브(CNT) 합성과정에서 발생하는 불순물 즉, 캡슐화된 금속 나노입자(Carbon-Encapsulated Metal Nanoparticles, M@C NPs)를 재활용하여 페로브스카이트* 태양전지에 세계 최초로 적용하였다. 이를 통해 버려지는 물질을 에너지 소자의 광학적 특성을 증대하는 소재로 가치를 높였다. * 페로브스카이트(perovskite): 1839년 러시아 우랄산맥에서 발견된 광물의 결정구조. 높은 전하 이동과 빛 흡수성으로 차세대 태양전지의 선두주자로 주목받고 있음 [그림 1] 업사이클링 물질을 적용한 페로브스카이트 태양전지 [그림 2] 탄소나노튜브 성장과정에서 생성된 캡슐화된 금속 나노입자(M@C NP)의 TEM 이미지 및 EDS 분석 결과 CNT를 합성하기 위해서는 필수적으로 촉매 역할을 하는 금속물질이 필요한데, 촉매는 CNT 성장에 도움을 주기도 하지만 합성과정에서 촉매 입자 또한 CNT의 주성분인 탄소로 둘러싸이게 된다. 그 결과, 캡슐화된 금속 나노입자(M@C NP)가 생성되며, 이는 탄소나노튜브의 순도(Purity)에 영향을 끼치기 때문에 일반적으로는 불순물인 M@C NPs을 분리 추출하여 버리거나 생성을 최소화시키기 위해 노력해 왔다. 본 연구팀은 버려지는 이 M@C NPs를 광전소자에 세계 최초로 적용하여 기존 금속물질 적용으로 인해 발생했던 페로브스카이트의 결함 형성 및 이온 이동(Ion migration)으로 인한 소자의 안정성 저하 문제를 해결하였다. [그림 3] FeC@C NPs 층의 유무 및 위치에 따른 페로브스카이트 결정질 변화를 보여주는 SEM 결과 페로브스카이트 태양전지 (Perovskite Solar Cells, PSCs)의 효율을 높이기 위해 나노 입자(Nano Particles)를 활용하여 광학적 특성을 증대하는 연구가 활발히 이루어져왔다. 하지만 금속 나노 입자가 페로브스카이트와 직접적으로 접촉할 경우 결정 형성에 영향을 줄 뿐만 아니라 결함 형성 및 이온 이동(Ion migration)으로 인해 소자의 안정성이 저하되는 문제를 야기한다. 하지만 본 연구에 사용된 FeC@C NPs는 FexC1-x(Iron Carbide) 입자들이 탄소로 둘러싸여 캡슐화되어 있는 입자이기 때문에 종래기술의 문제인 페로브스카이트와의 접촉으로 인해 발생했던 문제점들을 모두 해결할 수 있다. [그림 4] a-b) 시간 경과에 따른 DLS 분석 결과, c) 시간에 따른 나노 입자의 크기 변화 TEM 결과 또한, 나노입자들은 시간이 지날수록 응집하는 성질을 가지고 있다. 본 연구에 사용한 M@C NPs 입자들이 모여있을 경우, 탄소와 탄소 사이에 π-π Interaction으로 인해 일정한 간격(Gap)이 발생하며, 이때 발생하는 간격을 이용하여 광학적 효과(플라즈모닉스 효과, Plasmonic effect)를 추가적으로 활용할 수 있다. 더불어 FeC@C NPs의 응집체의 크기를 자유롭게 조절할 수 있어 활용 가치가 매우 높다. [그림 5] FeC@C NPs을 적용한 PSC의 결과; FeC@C NPs의 위치에 따른 각 태양광 파라미터를 비교한 그래프 전일 교수는 "생각의 전환을 통해 불순물로만 여겨졌던 물질을 광전소자의 광학적 특성을 증대시키는 중요한 소재로 탈바꿈" 하였다며 "금속을 다른 금속으로 대체할 수 있기에 향후 광학 특성을 극대화가 필요한 다양한 소자에 맞춤 적용이 가능할 것으로 보여 관련 기술 발전과 환경문제 개선에도 도움을 줄 것"이라고 연구 의의를 밝혔다. 전일 교수 연구팀의 이번 연구는 한국과학기술정보통신부(MSIT)의 한국연구재단(NRF-2021R1C1C1009200, NRF-2021M3H4A6A01045764) 및 교육부, 한국연구재단(NRF)이 지원하는 BK21 FOUR(대학원혁신)의 지원과. 핀란드 아카데미(ANCED project)의 지원을 받아 수행되었다. 연구팀의 이번 연구성과는 Wiley사 신생저널인 EcoMat(IF: 12.213)의 대한민국 탑3 대학교 특집호*에 3월 21일(화) 게재되었다. * 2022년 THE세계대학랭킹 기준 ※ 논문명: Upcycled synthesis and extraction of carbon-encapsulated iron carbide nanoparticles for gap Plasmon applications in perovskite solar cells ※ DOI: https://doi.org/10.1002/eom2.12342 ※출처: 성균관대학교 홈페이지 성대뉴스 https://www.skku.edu/skku/campus/skk_comm/news.do?mode=view&articleNo=105182
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- 작성일 2023-05-08
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