전체기사 최신뉴스 GAM
KYD 디데이
산업 전기·전자

속보

더보기

‘원자 3개 크기’ 뾰족한 현미경 이온원 나왔다

기사입력 :

최종수정 :

※ 본문 글자 크기 조정

  • 더 작게
  • 작게
  • 보통
  • 크게
  • 더 크게

※ 번역할 언어 선택

산화막 역이용한 이온빔 원천기술 개발
국내서도 세계 최고 수준 현미경 제작 기반 마련

[서울=뉴스핌] 김영섭 기자 = 현미경의 세계에서 ‘빛’, ‘전자’, ‘이온’과 같은 광원은 현미경 특성을 결정짓는 가장 중요한 요소다. 이 광원을 ‘어떻게’ 쓰는지가 성능을 좌우한다. 광원이 최대한 좁게 모아져 방출돼야 마치 손전등으로 빛을 비출 때처럼 밝은 이미지를 얻을 수 있다. 

11일 한국표준과학연구원(KRISS)에 따르면 KRISS 광전자융합장비팀 박인용 선임연구원팀은 이온으로 된 빔 형태의 입자인 이온빔(ion beam)을 광원으로 사용, 차세대 현미경으로 주목받는 헬륨이온현미경의 이온빔 원천기술을 개발했다. 

연구진은 자체 설계한 이온원(ion source) 장치를 이용, 3원자 탐침(probe)으로 이온빔을 생성하는 데 성공했다. 탐침 끝부분 원자의 개수가 적을수록 고휘도의 집속된 이온빔이 방출되고 더욱 밝은 이미지를 얻을 수 있다고 연구진은 설명했다. 

헬륨이온현미경은 전자현미경 수준인 나노미터(10억분의 1 미터) 이하의 영상 분해능은 물론 전자현미경에서 하지 못하는 10 나노미터 이하의 정밀가공까지 가능하다는 점이 특징이다. 나노 공정기술, 재료과학, 생물학을 포함한 다양한 분야에서 헬륨이온현미경을 주목하고 있는 이유다. 

헬륨이온현미경의 높은 분해능을 구현하기 위해서는 이온원의 정교한 설계가 핵심이다. 이온원의 탐침을 첨예하게 만들어 이온빔이 방출되는 면적이 극도로 좁아야하기 때문이다. 뾰족한 탐침의 비결은 탐침 끝부분에 최소한의 원자를 남기는 것이다. 

이처럼 고성능의 이온빔 원천기술은 이온현미경에서 가장 중요한 요소다. 

하지만 기술 난도가 상당히 높아 극소수의 해외 선진 기업만이 원자 3개 수준의 탐침 기술을 적용한 상용현미경을 판매하고 있다. 

이온원(ion source) 장치는 헬륨, 네온, 제논 등의 불활성 가스를 넣어주고, 탐침에 강한 양(+)전압을 걸어주면, 탐침 주위에 불활성가스가 이온화해 이온빔을 생성할 수 있다. 위 그림은 다원자 이온원(왼쪽)과 3원자 이온원 장치(오른쪽)를 비교한 것이다. 식각 전의 다원자 탐침(왼쪽)은 넓은 면적에서 여러 방향으로 이온빔을 방출하는 반면, 이번에 개발한 탐침(오른쪽)은 매우 좁은 면적(3개 원자)에서 고휘도의 이온빔을 방출한다. [자료=한국표준과학연구원]

특히 정교한 탐침 제작을 방해하는 대표적인 요인이 산화막이다. 탐침이 진공환경에 설치되기 전 공기 중에 노출되면 탐침의 재료인 텅스텐 표면에 산화막이 생성되고, 그 동안은 탐침의 온도를 높이는 열처리 클리닝 과정을 거쳐 산화막을 제거했다. 

이에 연구진은 제거 대상이었던 산화막을 역으로 활용, 3원자 탐침을 개발하는 데 성공했다. 산화막이 포함된 절연층을 열처리로 제거하지 않고 오히려 절연층의 산소를 응용해 탐침을 뾰족하게 식각한 것이다. 

이번 성과는 국내에서도 세계 최고 수준의 현미경을 만들 수 있는 기반이 구축됐다는 점에서 의미가 크다.  

또한 기존 장비에서 고온 가열 부분 자체를 배제할 수 있어 훨씬 간단하면서도 효율적으로 이온빔을 생성할 수 있다는 데도 적잖은 의의가 있다. 

박 선임연구원은 “이번에 개발한 장비는 기존 방법보다 단계를 대폭 줄인 이온빔 원천기술로서, 외산 측정장비에 의존하고 있는 국내 시장의 경쟁력을 크게 향상시킬 것”이라며 “탐침의 원자 수를 1개로 줄여 세 배 이상 밝은 ‘단원자 탐침’을 안정적으로 구현하는 것이 궁극적인 목표”라고 말했다. 

한국연구재단 나노원천기술개발사업의 지원을 받은 이번 연구결과는 현미경 분야의 세계적 학술지인 울트라마이크로스코피(Ultramicroscopy) 6월 온라인판에 실렸다.

 

kimys@newspim.com

[뉴스핌 베스트 기사]

사진
서울시 '기후동행패스' 15문 15답 [서울=뉴스핌] 이경화 기자 = 9월 1일 대중교통 이용 시 환급 혜택이 적용되는 '모두의카드(기후동행패스)' 출시를 앞두고 서울시가 기존 기후동행카드 이용자들의 교통비 지원 혜택에 차질이 없도록 사전 안내를 시작했다. 서울시는 '기후동행패스' 전환 과정에서 시민 불편과 지원 혜택의 공백을 최소화하기 위해 기존 카드 운영을 1개월 연장한다. 따라서 30일권은 8월 31일까지 충전 가능하며, 충전한 카드는 최대 9월 29일까지 사용할 수 있다. 만료된 이용자는 '모두의카드'로 전환해야 한다. 후불 기후동행카드는 9월 30일까지 이용할 수 있으나, 10월 1일부터는 일반 교통카드로 전환돼 대중교통비 지원이 중단된다. 후불 카드 이용자들도 혜택을 받기 위해서는 모두의카드로 전환이 필요하다. 기후동행패스 [이미지=서울시] 다음은 기후동행패스와 관련한 궁금한 사항을 문답형식으로 정리했다. -정책 전환 이유는 ▲2024년 1월 서울시가 국내 첫 대중교통 무제한 정기권 '기후동행카드'를 출시했다. 2026년 1월 정부에서 기존 정률 환급제에 기후동행카드의 무제한 정기권 개념과 내용을 포함한 '모두의카드'가 출시됨에 따라 전국 대중교통 이용, 환급 혜택 강화, 서울시의 특화 서비스를 결합하고 혜택을 강화해 정책의 일원화를 추진한다. -기후동행카드 운영 기간은 ▲선불 카드 30일권은 8월 31일까지 충전할 수 있으며, 사용은 9월 29일까지 가능하다. 별도 충전이 필요 없는 후불 카드는 10월 1일부터 대중 교통비 할인 혜택이 없는 일반 교통카드로 전환된다. 기후동행카드의 단기권인 1·2·3·5·7일권은 지속적으로 운영될 예정이다. -교통카드 정책이 너무 복잡한데 ▲기후동행카드는 서울시가 추진한 서울시 내 대중교통을 무제한으로 이용할 수 있도록 개발된 정기권이다. 모두의카드(K-패스)는 정부에서 추진하는 대중교통비 지원 사업으로, 전국에서 대중교통 이용 시 할인 혜택을 제공한다. 기후동행패스는 정부 사업인 모두의카드에 기후동행카드의 특화 서비스를 연계해 서울시민 대상으로 혜택을 강화한 정책이다. 기후동행패스 출시 전에 모두의카드, K-패스 등을 이용하는 서울시민은 9월 1일부터 혜택이 자동 적용된다. -카드 전환 시 혜택은 ▲모두의카드는 일반 기준 6만2000원 미만 이용 시 20% 환급, 6만2000원 이상 사용 시 차액분을 전액 환급해 주는 정책이다. 서울 대중교통 외 전국 대중교통을 이용할 수 있어 사용범위와 혜택이 강화된다. 모두의카드(기후동행패스) 카드 주요 사항 [자료=서울시] -반값 할인 혜택이 있다던데 ▲4~9월 모두의카드를 이용하는 경우 출퇴근 시차시간 이용 시 교통비 할인, 정액형 일반 기준 월 교통비가 3만원으로 적용되는 반값 할인 고유가 대책이 적용 중으로 추가적인 교통비 할인 혜택을 받을 수 있다. -기후동행패스 전환 시점은 ▲기존 발급된 모두의카드, K-패스 카드 등을 이용하는 서울시민은 9월 1일부터 자동으로 '기후동행패스'의 혜택이 적용되기 때문에 출시 전이라도 발급받아 이용하면 된다. 또 9월까지 모두의카드 이용 시 고유가 반값 할인이 적용돼 정액형 일반 기준 최대 약 3만원의 추가 교통비 할인 혜택을 받을 수 있어 빨리 전환할수록 좋다. -전환 시 청년 할인 혜택은 ▲9월 1일부터 만 35~39세 청년도 5만5000원 미만 사용 시 30% 환급, 5만5000원 이상 사용 시 정액 적용·환급 등이 적용된다. 9월까지 모두의카드 반값 할인 대책으로 최대 약 3만원의 대중교통비 할인 혜택을 적용받을 수 있다. -제대군인(~만 42세) 청년 할인, 따릉이 연계 할인, 문화시설 연계 할인 적용은 언제쯤 ▲제대군인 청년 할인 적용, 따릉이 연계 할인 등의 특화 서비스는 관계기관 협의와 시스템 개선이 필요하고, 문화시설 연계 할인은 조례 개정이 필요한 사항으로 관련 절차의 조속한 진행을 통해 연내 적용할 예정이다. -발급·사용법은 ▲모두의카드를 이용하고 있는 서울시민은 별도의 카드전환 없이 9월 1일부터 기후동행패스의 혜택이 적용된다. 신용·체크카드 형태의 모두의카드를 카드사를 통해 발급받은 경우, 수령 후 K패스 누리집에 카드를 등록하고 이용해야 익월부터 환급 혜택을 적용받는다. 편의점 등에서 구매한 선불형 모두의카드는 카드 발급기관 누리집이나 앱에 카드번호·환급계좌 등을 등록한 뒤 K패스 누리집에 등록해야 환급 혜택을 받을 수 있다. 모바일 앱으로 발급받은 선불 모두의카드도 발급기관 누리집이나 앱에 등록한 후 K패스 누리집에 등록해야 한다. 모두의카드(기후동행패스) 발급 방법(후불, 선불, 모바일) [자료=서울시] -무조건 매월 1일부터 이용해야 하는지 ▲아니다. 모두의카드(기후동행패스)가 매월 말일부터 쓴 대중교통비 기준으로 할인혜택을 적용하고 있으나, 아무 때나 K패스 누리집 등에 카드를 등록하고 사용한다면 해당 월에 사용한 금액 기준으로 환급 혜택을 적용받게 된다. 발급받거나 구매한 모두의카드 등을 필수로 K-패스 누리집에 개인정보·카드번호를 입력 후 사용해야 대중교통비 환급 지원을 받을 수 있다. -기존 실물 기후동행카드를 3000원 주고 구매했는데 환불이 가능한지 ▲9월부터 약 한 달 동안 서울시 내 주요 지하철역 12개소(서울역, 잠실, 사당, 선릉, 여의도, 성수, 가산디지털단지, 건대입구, 시청, 연신내, 노원, 홍대입구)에서 사용을 완료한 기존 기후동행카드를 반납할 경우 새로 출시된 기후동행패스 카드로 무상 교환해 주는 행사, 또 이미 카드를 전환한 시민들을 위해서는 커피 또는 편의점 쿠폰 교환 행사를 준비하고 있다. -기후동행패스도 김포, 고양, 과천, 구리, 성남, 하남, 남양주 등에서 이용 가능한지 ▲불가하다. 모두의카드(기후동행패스)는 거주지를 기반으로 하는 대중 교통비 환급 지원 사업으로 서울 시민만 적용 대상이 된다. 김포, 고양, 과천, 구리, 성남, 하남, 남양주 등의 시민들은 해당 지역의 모두의카드 서비스인 '더경기패스'로 전환이 필요하다. -단기권의 이용 범위는 ▲향후 단기권의 이용 범위는 서울 지역과 인천국제공항 하차가 적용되며, 기존의 김포, 고양, 과천, 구리, 성남, 하남, 남양주 등은 이용 가능 범위에서 제외된다. -기후동행카드 3만원 페이백 대책 신청은 언제까지 ▲지난 4~6월 고유가 대책의 일환으로 추진된 기후동행카드 30일권의 충전·만료 이용자 대상 3만원 페이백 신청은 오는 31일까지 티머니 카드&페이 누리집을 통해 신청 가능하다. -인터넷 사용이 어려운 고령자나 외국인이 페이백을 신청하려면 ▲65세 이상 어르신, 거주지 이전자, 외국인, 귀화·주민번호 변경자, 간편인증 수단 미소지자(만 14세 미만, 2G 휴대전화 이용자 등)를 대상으로는 우편·팩스·이메일을 통한 3만원 페이백 수기 신청도 받고 있다. 신청서 출력은 '티머니 카드&페이' 누리집 내 팝업 등을 통해 내려받을 수 있으며, 간단한 성명, 카드번호, 계좌번호, 거주지를 확인할 수 있는 초본(외국인의 경우 외국인사실증명서) 등을 첨부해 송부하면, 수기로 확인 후 페이백이 진행된다. kh99@newspim.com 2026-08-12 11:15
사진
극심한 가뭄 경남 '국가소방동원령' [서울=뉴스핌] 오상용 기자 = 가뭄과 폭염으로 심각한 물 부족을 겪고있는 경남 지역을 위해 국가소방동원령이 내려졌다. 소방청은 11일 오후 8시를 기해 국가소방동원령을 발령하고 전국 소방본부 소속 물탱크차 200대와 소방대원 400명을 경남에 긴급 투입, 농업용수와 생활용수를 공급하기로 했다. 이번 조치는 폭염과 가뭄으로 인한 국민 피해를 최소화하기 위해 행정력을 총동원하라는 이재명 대통령의 지시에 따른 것이다. 국가소방동원령은 재난 발생 우려가 크거나 재난이 발생해 해당 지역 소방력만으로 대응이 어려울 때 전국의 소방력을 동원하는 조치다. 최용철 소방청장 직무대행은 "폭염과 가뭄이 장기화하면서 국민의 일상과 생업에 직접적인 피해가 발생하고 있는 만큼 지역 차원의 대응을 넘어 국가적 지원이 필요한 상황"이라고 밝혔다. 그는 "전국의 가용 소방력을 신속하게 투입해 급수가 필요한 지역에 적기에 용수가 공급될 수 있도록 해 국민 불편과 피해를 최소화할 것"이라고 말했다. 농업가뭄관리시스템(ADMS)에 따르면 경남의 평균 저수율은 33.5%로 전국에서 가장 낮은 것은 물론, 평년 저수율 72%에 크게 못미치고 있다. 현재 경남 18개 시·군 가운데 함양군을 제외한 17개 지역에 농업용수 가뭄 단계가 내려졌다. 특히 밀양과 거제, 함안 3개 지역은 심각 단계다. 소방청은 이번 동원령에 따라 서울과 부산 대구 인천 광주 대전 울산 세종 경기 등 16개 시·도 소방본부에서 물탱크차 200대와 소방인력 400명이 경남으로 이동한다고 설명했다. 동원된 소방력은 12일 오전 9시까지 집결지에 모여 13일까지 이틀간 급수 지원 활동을 벌인다. 한편 경남소방본부는 자체 소방력만으로 원활한 급수 지원에 한계가 있다고 판단해 국가소방동원령을 요청했고, 소방청도 전국 단위 지원이 필요하다고 판단해 동원령을 내렸다. 경남 창원시가 지난 1일 의창국 북면의 한 농경지에 의창소방서의 소방 차량을 활용해 소방 용수를 공급하고 있다.[사진=창원시] 2026.08.02 osy75@newspim.com 2026-08-11 23:03
기사 번역
결과물 출력을 준비하고 있어요.
종목 추적기

S&P 500 기업 중 기사 내용이 영향을 줄 종목 추적

결과물 출력을 준비하고 있어요.

긍정 영향 종목

  • Lockheed Martin Corp. Industrials
    우크라이나 안보 지원 강화 기대감으로 방산 수요 증가 직접적. 미·러 긴장 완화 불확실성 속에서도 방위산업 매출 안정성 강화 예상됨.

부정 영향 종목

  • Caterpillar Inc. Industrials
    우크라이나 전쟁 장기화 시 건설 및 중장비 수요 불확실성 직접적. 글로벌 인프라 투자 지연으로 매출 성장 둔화 가능성 있음.
이 내용에 포함된 데이터와 의견은 뉴스핌 AI가 분석한 결과입니다. 정보 제공 목적으로만 작성되었으며, 특정 종목 매매를 권유하지 않습니다. 투자 판단 및 결과에 대한 책임은 투자자 본인에게 있습니다. 주식 투자는 원금 손실 가능성이 있으므로, 투자 전 충분한 조사와 전문가 상담을 권장합니다.
안다쇼핑
Top으로 이동