고려대-카이스트, 세계 최고 수준의 성능 SERS 구조 개발

[테크월드뉴스=조명의 기자] 고려대학교 신소재공학부 이인환 교수 연구팀(공동 제 1저자 이강현 석사과정)과 KAIST 신소재공학과 정연식 교수 연구팀(공동 제 1저자 장한휘 박사과정)이 금속-반도체 계면을 활용·제어해 발생시킨 국소 전자기장 증폭·전하 이동 메커니즘의 시너지를 통해 세계 최고 수준의 성능을 지닌 하이브리드 표면증강 라만 분광법(SERS, Surface-Enhanced Raman Spectroscopy) 구조 개발에 성공했다.

고려대-KAIST 공동연구팀은 극도로 균일하게 정렬된 금속 나노 구조와 에너지준위 공학적으로 잘 매치되는 반도체 나노 구조 사이에서의 계면에서 발생하는 강화 시너지를 이론적·실험적으로 잘 증명하여 세계 최고 수준의 SERS 성능(강화 계수: 1.4×1011)을 도출했다.

공동연구팀이 개발한 SERS 구조의 특출한 식별 성능은 10-14 M 수준의 극저농도의 물질 검출에 성공했으며, 생물학, 화학, 의학, 법의학, 환경과학, 독극물·방사능 물질 검출 등 매우 광범위한 분야에 응용될 수 있다. 이는 센싱 분야에서의 진보를 넘어 다양한 산업으로의 파급효과가 있을 것으로 기대된다.

이번 연구 결과는 8월 7일 세계적인 학술지인 ‘어드밴스드 사이언스(Advanced Science)’에 게재됐다.