[TV서울=박양지 기자] 아주대는 한양대·한국세라믹기술원과 공동 연구를 진행해 양자역학 시뮬레이션 및 인공지능(AI)을 기반으로 금속 할로겐화물 신소재를 탐색·설계할 수 있는 기술을 개발했다고 30일 밝혔다.

금속 할로겐화물은 알칼리금속, 전이금속, 염소, 브롬, 요오드와 같은 할로겐 원소가 합쳐져서 만들어진 물질로, 페로브스카이트(양이온, 음이온, 할로겐화물이 독특한 결정 구조를 이루는 물질) 및 그 유도체를 구성할 수 있다.

금속 할로겐화물 페로브스카이트는 빛과 원활히 상호작용할 수 있는 특성을 갖고 있어 태양전지와 LED(Light emitting diode) 등 광전자소자 분야에서 차세대 소재로 주목받고 있다.

금속 할로겐화물 페로브스카이트에 구조적 결함 또는 왜곡이 발생하면 다양한 조성 구조를 가진 유도체가 생기는데, 이 때 형성되는 결정 구조와 활용 방안 또한 저마다 다르다.

공동 연구팀은 양자역학 시뮬레이션과 AI를 활용해 금속 할로겐화물 페로브스카이트 유도체들에 대한 연구를 진행, 각 물질 간 합성 가능성 등을 예측하는 데 성공했다고 밝혔다.

또 밀도범함수이론 계산 방법론(양자역학을 이용해 소재의 안정성과 물성을 예측하는 시뮬레이션 기법) 등에 기반한 실험을 거쳐, 기존에 알려지지 않았던 새로운 종류의 금속 할로겐화물들을 발견하는 등 성과를 냈다고 전했다.

연구에 참여한 조성범 아주대 첨단신소재공학과 교수는 "이번 연구는 이전까지 알려지지 않았던 금속 할로겐화물 페로브스카이트 유도체들에 대한 정보를 제공했다는 점에서 의의가 있다"며 "고신뢰성 LED를 포함한 디스플레이 등 금속 할로겐화물을 기반으로 한 기기를 설계하는 연구에 새로운 가능성을 제시할 것"이라고 말했다.

이번 연구 결과는 에너지 분야 국제 학술지 'ACS 에너지 레터스'(ACS Energy Letters) 이달 호에 게재됐다.