본문 바로가기
Dim영역

'인공다이아몬드 합성 장벽 깨져'‥IBS 연구팀 1기압서 성공

뉴스듣기 스크랩 글자크기

글자크기 설정

닫기
인쇄 RSS

기존 합성 조건과 크기 제약 넘어선 성과
양자 분야 활용 가능성도 발견

다이아몬드는 고온고압 조건에서 생산된다는 상식이 국내 연구팀에 의해 깨졌다. 다이아몬드를 양자분야에 활용할 수 있다는 사실도 확인됐다.


IBS 연구팀이 합성한 무지개 빛이 도는 다이아몬드 결정

IBS 연구팀이 합성한 무지개 빛이 도는 다이아몬드 결정

AD
원본보기 아이콘

기초과학연구원(IBS, 원장 노도영) 다차원 탄소재료 연구단 로드니 루오프 연구단장 연구팀이 갈륨, 철, 니켈, 실리콘으로 구성된 액체 금속 합금을 이용하여 일상적인 환경인 1기압에서 다이아몬드를 합성하는 데 세계 최초로 성공했다고 25일 밝혔다.

다이아몬드는 보석이기도 하지만 우수한 열 전도성과 단단함 및 내화학성을 가지고 있어 전자기기의 열 전도체, 반도체의 온도 상승을 방지하는 방열 장치, 절삭용 도구 등으로 활용도가 매우 높다.


하지만 이런 다이아몬드를 합성하기란 상당히 까다롭다. 대부분의 다이아몬드는 섭씨 1300도~1600도에 육박하는 고온과 표준 대기압(1기압)의 5만 배~6만 배에 달하는 고압 조건에서만 합성된다. 합성 가능한 다이아몬드의 크기도 약 1세제곱센티미터로 제한된다.


다양한 성장 조건에서 성장한 다양한 형태의 다이아몬드.

다양한 성장 조건에서 성장한 다양한 형태의 다이아몬드.

원본보기 아이콘

IBS 연구팀은 이런 제약을 깨고 1025도 온도 및 1기압 압력 조건에서 다이아몬드를 최초 합성했다.

연구팀은 아울러 ‘광 발광 분광법’이라는 실험을 통해 물질에 빛을 쏘아 방출되는 파장 빛을 분석해봄으로써 다이아몬드 내 ‘실리콘 공극 컬러 센터’ 구조를 발견했다. 이 구조는 액체 금속 합금의 구성요소 중 하나인 실리콘이, 탄소로만 이루어진 다이아몬드 결정 사이에 끼어들어 있는 구조다.


이때 실리콘 공극 컬러 센터 구조는 양자 크기의 자성을 가져 자기 민감도가 높고, 양자 현상(양자적인 특성)을 띈다. 향후 나노 크기의 자기 센서 개발과 양자 컴퓨터 분야로 응용이 기대된다.


1기압 하에서 액체 금속 합금에서 다이아몬드의 성장

1기압 하에서 액체 금속 합금에서 다이아몬드의 성장

원본보기 아이콘

공동 교신저자 성원경 연구위원은 “이번 연구 결과를 바탕으로, 보다 쉽고 크게 다이아몬드를 만들 수 있게 됐다. 액체 금속 합금의 구성을 다른 금속으로 대체하는 방법을 찾아 더욱 폭넓은 실험 조건에서 다이아몬드를 합성할 길을 열 것”이라며 후속 연구에 대한 기대를 밝혔다.


로드니 루오프 다차원 탄소재료 연구단 단장(공동 교신저자)

로드니 루오프 다차원 탄소재료 연구단 단장(공동 교신저자)

원본보기 아이콘

연구를 이끈 로드니 루오프 연구 단장은 “반도체, 기계 산업과 같은 주요 산업에 바로 접목할 수 있는 다이아몬드 합성 원천기술을 획득했다. 한국이 앞으로 빠르게 응용 분야를 확장해 관련 산업을 선도할 수 있을 것으로 기대된다”라 밝혔다.


연구 결과는 25일 0시(한국시간) 세계 최고 권위 국제학술지 ‘네이처(Nature, IF 64.8)’온라인판에 실렸다.





백종민 기자 cinqange@asiae.co.kr
AD

<ⓒ투자가를 위한 경제콘텐츠 플랫폼, 아시아경제(www.asiae.co.kr) 무단전재 배포금지>

함께 본 뉴스

새로보기

이슈 PICK

  • [포토] 북한탄도미사일 발사 "곰도 놀라고 우리도 놀랐어요"…지리산서 반달가슴곰 '불쑥' 지역비하에 성희롱 논란까지…피식대학 구독자 300만 붕괴

    #국내이슈

  • "버닝썬서 의식잃어…그날 DJ는 승리" 홍콩 인플루언서 충격고백 안개 때문에 열차-신호등 헷갈려…미국 테슬라차주 목숨 잃을 뻔 "5년 뒤에도 뛰어내릴 것"…95살 한국전 참전용사, 스카이다이빙 도전기

    #해외이슈

  • [이미지 다이어리] '예스키즈존도 어린이에겐 울타리' [포토] 시트지로 가린 창문 속 노인의 외침 '지금의 나는 미래의 너다' [포토] 수채화 같은 맑은 하늘

    #포토PICK

  • 3년간 팔린 택시 10대 중 3대 전기차…현대차 "전용 플랫폼 효과" 현대차, 中·인도·인니 배터리 전략 다르게…UAM은 수소전지로 "없어서 못 팔아" 출시 2개월 만에 완판…예상 밖 '전기차 강자' 된 아우디

    #CAR라이프

  • [뉴스속 용어]한-UAE 'CEPA' 체결, FTA와 차이점은? [뉴스속 용어]'거대언어모델(LLM)' 개발에 속도내는 엔씨소프트 [뉴스속 용어]급발진 재연 시험 결과 '사고기록장치' 신뢰성 의문?

    #뉴스속OO

간격처리를 위한 class

많이 본 뉴스 !가장 많이 읽힌 뉴스를 제공합니다. 집계 기준에 따라 최대 3일 전 기사까지 제공될 수 있습니다.

top버튼