| 초록 |
□ 연구개요 ❍ 기능성 나노 소재의 원자구조-화학분포 분석뿐만 아니라 유닛셀 안에서 피코스케일로 변화하는 원자의 미세 변위까지 동시에 측정 가능한 컴퓨팅 기반 혁신적 STEM-EDX 화학분석기술의 개발 ❍ 선도적/혁신적 피코스케일 STEM-EDX 화학맵핑 기술 개발 성공을 위한 연구 내용은 3단계의 요소기술 개발로 구성되며 하기와 같다. ❍ Phase I (1차년도): Sub-Å급 주사 전자 탐침을 이용한 3차원 에너지 분산 X-ray (EDX) 스펙트럼 이미징 기술 개발 (분해능 < 2Å, 검출하한 < 1-at% 달성) ❍ Phase II (2차년도): 피코스케일 측정 정밀도 담보를 위한 3D STEM-EDX 데이터 후보정 알고리즘 개발 (원소 위치 측정정밀도 < ±20 pm 달성) ❍ Phase III (3차년도): 비탄성산란 계산 기술 확립과 원자레벨 화학정량 자동화를 위한 딥러닝 플랫폼 구축 □ 연구 목표대비 연구결과 ❍ 우수성과 출판 목표 - 목표: 상위 10%급 논문 5편 (상위 5% 2편 포함) - 성과: 상위 10%급 논문 12편 (상위 5% 2편 포함) ❍ Sub-Å급 주사 전자 탐침을 이용한 3차원 에너지 분산 X-ray (EDX) 스펙트럼 이미징 기술 개발 - 목표: 분해능 < 2Å, 원소 검출 하한 < 1-at% - 성과: 분해능 1.08Å, 원소 검출 하한 0.2 at% ❍ 피코스케일 측정 정밀도 담보를 위한 3D STEM-EDX 데이터 후보정 알고리즘 개발 - 목표: 원소 위치 측정정밀도 < ±20 pm 달성 - 성과: 원소 위치 측정정밀도 ± 5.6 pm ❍ 비탄성산란 계산 기술 확립과 원자레벨 화학정량 자동화를 위한 딥러닝 플랫폼 구축 - 원자분해능 화학자동 정량을 위한 멀티슬라이스 전산모사 모델링 확립 - 딥러닝 EDX 신호 강화 모델 알고리즘 개발 완료 (특허 출원 예정) □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) ❍ (한계 초월) 기존 나노스케일 분해능의 에너지 분산 X-ray (EDX) 맵핑 기술의 한계를 극복하고 나노 소재의 원자 구조 및 화학 그리고 격자 내 이온들의 미세 변위까지 피코스케일 정밀도로 동시에 측정이 가능한 신개념의 EDX 화학 분석 방법을 창제함. ❍ (새로운 패러다임) 단원자 레벨 분해능과 피코스케일 위치측정 정밀도를 동시에 구현하기 때문에 기능성 나노소재의 구조-화학-물성의 상관 문제를 풀어내는 혁신적 원천 연구 패러다임을 구축함. ❍ (선도적 연구) 1-at% 이하 미량원소 원자레벨 맵핑 및 ±20 pm 이하의 원소 위치 측정 정밀도를 담보하여 세계 최고 수준의 EDX 미량원소 화학분석 기술을 구축함으로 나노 재료에 대한 기초과학적 이해와 신기능 발굴에 필요한 원천 정보들을 제공해 줄 수 있는 새로운 분석 연구 패러다임으로 정착될 것임. (출처 : 연구결과 요약문 2p) |
