물질 내부 미세구조와 원자단위 결함을 동시에 관찰할 수 있는 새로운 개념의 X선 현미경 기술을 개발하는데 성공했다.

신소재공학과 제정호(X선영상창의연구단장) 교수,이재목 박사 연구팀은 방사광 X선을 이용, ‘밝은-장 X선 영상(Bright-Field X-ray Imaging) 현미경 기술’을 세계 최초로 개발했다.

광학현미경이나 전자현미경이 관찰을 위해 대상물의 절단겳갱?등의 가공이 필요한 것과 달리 X선 현미경은 원 상태 그대로 관찰이 가능해 차세대 현미경 기술로 주목받아 왔다. 하지만 물체를 잘 투과하는 X선은 물체 통과 시 투과율이 높은 특성 때문에 투과영상과 회절영상을 동시에 관찰, 분석하지 못하는 한계가 있었다.

연구팀은 ‘회절-X선 그림자 효과’라 불리는 투과와 회절 효과의 동시 관찰이 가능한 원리를 규명, ‘밝은-장 X선 영상화에 성공했다.

이 연구결과는 미국에서 발간되는 물리학 분야 세계적 권위지인 국제응용물리레터지(Applied Physics Letters) 8월 22일에 표지논문으로 선정, 발표되었다.

이 기술에서는 X선 투시현미경의 고분해능 성능과 X선 회절의 고민감도 기능이 동시에 얻어진다. 따라서 전자현미경처럼 진공 환경의 제약이나 시료 두께, 크기 등의 제약 없이 물질 내부의 나노 및 마이크론 단위의 미세구조를 비파괴적으로 볼 수 있을 뿐 아니라 원자배열의 어긋남과 뒤틀림 등을 동시에 관찰할 수 있고, 더 나아가 실시간 관찰이 가능해져 X선 현미경 기술에 획기적인 진전을 가져온 것으로 평가받고 있다.

제 교수는 “이 기술을 통해 복잡하고 다양한 물질의 구조와 현상 규명의 정확도가 매우 높아져 신소재 개발이나 차세대 반도체 소재 개발에 크게 활용할 수 있을 것”으로 전망했다.