울산대 하지원 교수팀, 차세대 에너지원 ‘핫전자’ 조절법 발견
울산대 하지원 교수팀, 차세대 에너지원 ‘핫전자’ 조절법 발견
  • 오혜민 기자
  • 승인 2019.03.21 11:08
  • 댓글 0
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고에너지 핫전자를 다양한 광촉매반응·광화학반응에 효율적으로 활용하는데 기여

[대학저널 오혜민 기자] 울산대학교(총장 오연천) 화학과 하지원 교수팀은 플라즈모닉 금나노입자에 강하게 흡착하는 티오페놀(thiophenol) 분자들의 전자친화도(electrophilicity)를 조절해 금나노입자에서 발생되는 고에너지 ‘핫전자(hot electron)’의 계면 전달을 조절할 수 있는 새로운 방법을 개발했다.

이번 연구결과는 학문적 우수성을 인정받아 지난 11일 나노분야의 세계적 권위지인 나노 레터스(Nano Letters) 온라인 판에 게재됐다.

호수에 돌을 던지면 물결파장이 생기듯 플라즈모닉 금나노입자에 빛에너지가 전달되면 금속 내부 자유전자가 특정한 파장의 빛을 흡수해 금속 표면에서 집단적으로 진동하게 되는데 이를 국소 표면 플라즈몬 공명 현상(local surface plasmon resonance)이라고 한다.

이 과정에서 차세대 에너지원으로 주목받고 있는 플라즈모닉 핫전자가 발생된다. 최근에는 플라즈모닉 핫전자를 이용해 수소에너지 생성을 위한 물분해 반응 등 다양한 광촉매 및 광화학반응에 활용하는 연구들이 활발하게 이뤄지고 있다.

하 교수팀은 이번 연구에서 금나노입자 표면에 강하게 흡착하는 티오페놀(thiophenol) 분자들의 전자친화 강도(electrophilic strength)를 다양하게 조절함으로써 플라즈모닉 핫전자들의 계면전자 전달(interfacial electron transfer) 및 화학 계면 감쇠(chemical interface damping) 현상을 조절할 수 있다는 새로운 가능성을 제시했다.

이번 연구결과는 앞으로 플라즈모닉 금나노입자에서 생성되는 고에너지 핫전자를 다양한 광촉매반응 및 광화학반응에 보다 효율적으로 활용하는데 기여할 것이다.


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