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'이달의 과학기술자상' 6월 수상자 KAIST 김상욱 교수

- 탄소소재의 물성과 구조를 자유롭게 조절하는 기술을 통해 광범위한 응용 소자 개발 기여- 

 

미래창조과학부(장관 최문기)와 한국연구재단(이사장 정민근)은 탄소소재*의 특성을 자유롭게 조절할 수 있는 원천기술을 개발한 KAIST 신소재공학과 김상욱 교수(金尙郁, 43세)를 이달의 과학기술자상 6월 수상자로 선정하였다.


김 교수는 탄소 소재에 일반 반도체 공정에서 활용되는 도핑 기술*을 도입하여, 기존의 방법으로 구현하기 어려운 탄소 소재의 물성을 구현한 업적을 인정받았다.


탄소나노튜브, 그래핀 등과 같은 탄소 소재는 기존의 재료보다 월등한 기계적, 전기적 특성 등을 지니고 있어 차세대 신소재로서 많은 각광을 받고 있다.


하지만, 다양한 응용 소자에 적용하기에는 그 우수한 특성의 미세한 조절이 매우 어려워, 현실적인 소자 응용에 어려움이 있었다.


김 교수는 탄소소재에 질소(N), 붕소(B) 등의 이종원소를 도입하여, 탄소소재의 미세한 물성 조절을 가능케 하였으며, 이를 유기태양전지, 유기발광소자, 플렉서블 메모리 등과 같은 다양한 응용소자에 적용함으로써, 그 성능을 극대화 하였다.


또한, 자기조립* 방법으로 탄소 소재의 구조를 자유롭게 변하게 하여, 그 응용 가능성을 높였다.


김 교수의 지난 3년간 「어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials)」, 「나노레터스(Nanoletters)」 등 정상급 국제저널에 53편의 논문(평균 impact factor: 8.987)을 발표하였을 뿐 아니라, 탄소 소재 분야 연구의 전문성과 우수성을 인정받아, 각 분야의 세계적인 석학들과 나란히, 소재 분야의 최고 권위 학술지인 「어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials)」의 25주년 기념 특별 리뷰 논문에 초청되었다. 

 

이달의 과학기술자상은 산‧학‧연에 종사하는 연구개발 인력 중 우수한 연구개발 성과로 과학기술 발전에 공헌한 사람을 발굴·포상하여 과학기술자의 사기진작 및 대국민 과학기술 마인드를 확산하고자 1997년 6월부터 시상해오고 있으며, 매월 1명씩 선정하여 미래창조과학부 장관상과 상금을 수여하고 있다.

 

※ 용어해설

탄소소재: 그래핀, 탄소나노튜브 등과 같이 탄소 원자로 이뤄진 재료

도핑 (doping): 일반적으로 실리콘 반도체 공정에서 사용되는 기술로, 실리콘 외 이종의 원소를 인위적으로 삽입함으로써 실리콘 반도체의 성질의 조절할 수 있는 기술

자기조립: 구성물간의 미세한 힘으로 인해 자발적으로 구성물이 특정 구조를 이루게 하는 방법

 

 

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그림1. 김상욱 교수 (KAIST 신소재공학과)

 

 

 

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그림2. (좌) 탄소 소재 관련 연구를 집대성한 「어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials)」 25주년 기념 리뷰 논문의 inside front cover, (우) 도핑된 탄소 소재의 다양한 응용을 보여주는 모식도

  

 

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그림3. 새로운 환원법은 통해서 구현된 그래핀 구조물 (graphene gel)에 대한 연구 결과 (좌) 표지논문으로 선정된 이미지, (우) 그래핀 구조물 형성방법 및 그 내부 구조와 성질. 본 연구에서 형성된 그래핀 구조물은 공정 방법이 매운 간단하여 대량화에도 용이하며, 그 특성 또한 우수하여, 현재 보고된 슈퍼캐패시터 전력밀도 중 가장 높은 값을 보임 (369.8mWcm-2)