물질 구조 파악하는 핵심장치 교정 위한 인증표준물질 개발
금속 등 모든 물질은 사람의 지문처럼 고유의 원자배열을 갖고 있어 이를 알아내면 물질의 종류를 정확히 파악할 수 있다.
이때 활용하는 장치가 X-선 회절기로 물질의 종류를 파악하고자 할 때 우선적으로 사용하는 장비다.
따라서 X-선 회절기는 무엇보다 주기적인 교정을 통해 측정 정확도를 유지하는 것이 관건이지만 지금까지 X-선 회절기의 교정을 위해 사용하는 표준물질이 없어 측정결과의 신뢰성을 보장할 수 없었다.
이번에 개발한 인증표준물질을 이용해 X-선 회절기를 교정하면 물질의 원자배열 값을 1/10000 수준까지 정밀하게 측정 할 수 있어 물질의 혼합물 및 화합물의 구분뿐만 아니라 결정 내부의 변형이나 결함구조분석, 촉매 개발에도 활용이 가능하다.
인증표준물질은 반도체 웨이퍼를 만드는 데 사용하는 실리콘을 이용, 제조한 분말의 입자는 2~10 마이크로미터 크기로 연구팀은 덩어리 형태의 실리콘을 1만분의 1mm까지 분쇄할 수 있는 '제트밀'(Jetmill)이란 분쇄기를 활용해 잘게 쪼갠 후 이를 다시 매스실린더를 활용한 자연낙하법으로 맨 밑바닥과 윗부분의 입자는 제거한 후 가운데 부분의 원하는 입자만을 얻어냈다.
이를 통해 얻어낸 입자는 마지막으로 1000 ℃ 이상의 열처리 과정을 거쳐 인증표준물질로 만들어지게 된다.
김용일 박사는 "매스실린더를 활용해 1g의 실리콘 입자를 얻기 위해서는 약 12시간 이상이 소요된다"며 "많은 시행착오 끝에 균일한 상태의 실리콘 입자를 얻어내는데 성공했다"고 말했다.
신유진 기자
yj-1006@hanmail.net