산‧학‧연 교류의 장 여는 측정클럽, 측정전문가 키운다!

 

한국표준과학연구원(원장 강대임)의 측정클럽은 산업 현장에서 발생하는 애로사항을 전문가가 직접 청취해 문제점을 진단하고 각 측정분야의 기술동향에 대해 정보를 교환하는 측정 커뮤니티다.

 

각 분야의 측정클럽이 초청한 전문가, 학계 대표, 운영위원회가 각 클럽 회원들이 제시한 문제를 함께 고민해 최상의 해결책을 찾기 위해 노력하고 있다. 이런 노력 가운데 하나가 워크숍과 튜토리얼이다.

 

새로운 기술동향, 트렌드를 비롯해서 다양한 기술애로를 서로 공유하며 측정전문가로의 길을 함께 가는 측정클럽은 연 1회 종합워크숍을 마련하기도 하고 클럽별 워크숍, 튜토리얼을 기획, 시행하기도 한다.

 

지난해 5월 측정클럽은 종합워크숍을 마련했다. 특히 지난해 열린 종합워크숍은 산·학·연 측정네트워크 구축이라는 큰 범주의 틀에서 미래의 측정전문가 양성을 위해 튜토리얼을 확대해 경도클럽과  X-선 회절클럽, 대기환경 측정클럽의 튜토리얼이 진행됐다.

 

이 가운데 경도클럽과 X-선 회절클럽의 워크숍 및 튜토리얼 활동상을 통해 측정클럽의 측정네트워크 구축 노력을 살펴보자.

 

 

경도측정전문가의 꿈 영글다…경도측정클럽 튜토리얼

 

지난해 열린 종합워크숍에서는 튜토리얼이 확대됐다. 경도측정클럽 튜토리얼에서는 로크웰경도(Rockwell Hardness) 및 비커스경도(Vickers Hardness)분야가 다뤄졌으며 광주폴리텍V대학, 교정기관, 두산 인프라코어, 삼성 SDI 등 12개 기관에서 57명이 참석했다.

 

로크웰 및 비커스 경도는 재료의 경도측정에 있어서 국내뿐만 아니라 외국에서도 가장 많이 사용하고 있는 경도 시험방법으로서 특히 소재 및 부품생산에 있어서 제품의 성능평가에 필수적으로 활용되고 있어 관련 산업계 종사자 및 이공계 관련학과 전공자는 반드시 알아두어야 하는 분야다.

 

이번에 열린 경도 튜토리얼에서는 ▲경도표준의 소급체계 ▲로크웰 및 비커스 경도의 측정원리▲로크웰 및 비커스 경도의 기초시험방법 ▲시험기의 구조 ▲시편의 올바른 가공 및 재료별 최적 시험방법 선택 방법 ▲표준시험 시험조건의 설정방법 ▲경도시험기의 교정 및 일상점검 요령(ISO 6508 중심) 등을 주요 내용으로 한 강의가 진행됐다.

 

지난해 실시된 종합워크숍 내 튜토리얼 과정에 30여명의 학생들과 함께 참여한 은상원 광주폴리텍Ⅴ대학 신소재응용과 교수는 “경도 클럽에서 마련한 내용이 상당히 좋았다. 산업 소재분야 경도 측정을 많이 하기 때문에 장비 자체에 대한 것뿐 아니라 그 사용방법도 알아야 한다”고 강조하며 “활용 가능한 응용방법은 어떤 게 있는지 등을 비롯해서 중요 지식을 넓힐 필요가 있는데, 그 부분을 충족하는 시간이었다”고 소감을 전했다.

 

이어 은 교수는 “이번 경도 튜토리얼 과정은 처음 실시한 과정이라고 들었다. 다양한 튜토리얼 과정이 있는 만큼 측정클럽의 튜토리얼 과정을 통해 대학과 연구소간의 관계를 더 돈독히 하고 학생들이 더 깊이 있게 학습할 수 있도록 앞으로 적극적으로 참여하겠다”는 계획을 밝혔다.

 

경도클럽 튜토리얼에 참여했던 한 학생은 “학생이라 현장에서 어떤 장비들이 쓰이는지 실질적인 경험을 하기 어려운 부분이 있다. 그런데, 지난해 경도클럽 튜토리얼을 통해 산업체에 계신 분들과 만나 얘기하면서 책으로 배우는 것과는 다른 것을 배우게 됐다”고 소감을 전하며 “학생들뿐 아니라 기업에 계신 분들을 위해 이런 행사를 마련해 주신 것에 대해 감사했고, 앞으로도 이런 기회를 자주 만들어 주셨으면 좋겠다. 산학연 소통이란 말을 많이들 하는데, 이런 게 산학연 소통이라는 생각을 했다”고 말했다.

 

 

 

X-선 회절 측정클럽 “기술은 나누고 공유하는 것”

 

물질의 결정구조(crystal structure)와 물성은 긴밀한 관계를 가지고 있고 따라서 신물질이나 신소재의 물성을 이해하기 위하여 결정구조의 해석이 필요하다.

 

물질의 결정구조를 분석하는 가장 기본적인 방법으로 XRD(X-Ray Diffraction)가 있으며, 그 외에도 HRXRD, XRR, EXAFS 등 X-선을 이용한 다양한 분석법이 있다. 이러한 X-선을 이용한 분석법은 전통산업 뿐 아니라 반도체, 디스플레이, 이차전지 및 태양광, 신약 등 첨단산업에서 물질 및 소자의 구조와 특성을 평가하기 위하여 광범위하게 응용되고 있다.  

 

지난해 5월에 열린 종합워크숍 당시 마련됐던 X-선회절 측정클럽의 튜토리얼에서는 기본적인 X-선 회절분석법 외에도 X-선의 전반사 특성을 이용한 TXRF(Total Reflection X-Ray Fluorescence Spectrometer)등이 소개됐다.

 

이뿐 아니라 LED산업, Wafer 표면 및 오염 분석 등 산업체에서 적용되고 있는 사례를 실무자가 직접 소개하는 시간도 마련됐으며 Desktop XRD를 이용하여 기본적인 측정/분석을 직접 체험할 수 있는 시간을 마련해 X-선 회절 분석의 실제적 기술을 초보자도 이해할 수 있도록 했다.

 

 

충남대, 대구텍, 한밭대, ETRI 등 18개 기관에서 47명이 참석한 튜토리얼의 주요 강의 내용은 ▲X-선 회절의 이해와 응용 ▲X-선 회절 분석법 실습 ▲박막 분석 소개 및 응용 ▲TXRF 소개로 이루어졌다.

 

튜토리얼에 참가했던 장종식 표준연 연구생은 교육 내용이 도움이 많이 됐다며 “다른 교육기관의 교육도 받아봤는데, 측정클럽의 튜토리얼처럼 이론과 실습을 함께 할 수 있는 교육은 드물다. 이런 점이 측정클럽 교육의 강점인 것 같다”고 말했다.

 

이어 그는 “교육에 학교 학생은 물론이고 업체에서도 오고 연구원들도 참여를 했는데, 업체에서는 장비를 실제로 쓰긴 하지만 이론이나 배경을 알기 어려운 부분도 있는 것 같다. 이론 교육도 되고 실습도 할 수 있다는 점에서 교육에 상당히 만족하는 걸 볼 수 있었다”고 회고했다.

 

서윤경 케이맥 대리는 “잘 몰랐던 부분을 알 수 있는 계기가 됐다”면서 “X-선 회절클럽 교육에서 좋았던 점은 새로운 기계를 보고, 새로운 분석방법을 익힐 수 있었던 점이다. 최신 기술동향을 접하기 쉬운 출연연에서 이런 좋은 교육기회를 마련해 줘서 고마웠고, 앞으로도 신기술이 있으면 직접적으로 익힐 수 있는 자리를 마련해주기를 바란다”고 기대했다.

 

그런가 하면, 지난 10월, X-선 회절 측정클럽은 ‘고분해능(High resolution) XRD 기술 나눔’이라는 주제로 단결정/에피층 분석 및 평가에 관한 워크숍을 개최했다.

 

고분해능 XRD는 에피층 또는 반도체 박막 등의 단결정 또는 단결정에 가까운 박막의 구조특성을 평가하는데 주로 이용되는 것으로 에피층 박막을 이용하는 반도체 또는 광전자 소자에 요구되는 성능과 내구성은 재료의 구조특성 및 결정성과 밀접한 연관성을 갖고 있다.

 

또 고분해능 XRD는 이러한 단결정 소자들의 특성을 비파괴적으로 평가하는데 매우 유용한 분석도구로 최근 Si, Ⅲ-Ⅴ족과 Ⅱ-Ⅵ족, nitrides, 또는 carbides 등의 단결정 반도체 산업의 발달과 더불어 반도체 재료의 구조특성 분석에서 필수적인 도구로 자리잡아가고 있다.

 

이 워크숍에서는 고분해능 XRD의 기초적인 이론부터 응용 분야에서의 실습까지 집중적으로 다뤘으며 프로그램 내용으로는 ▲에피층의 결정성과 결함 ▲strain ▲두께 ▲조성 등의 구조적 특성 분석 ▲ 로킹커브 ▲ 역격자공간 산란강도 분포도(reciprocal space mapping : RSM) 등을 측정, 평가하는 방법 등을 소개했다.

 

워크숍에는 단결정 분석에 관심을 갖고 있는 다양한 분야의 사람들이 함께 모여 고분해능 XRD를 이용한 측정기술 습득을 위해 노력했다. 

GS칼텍스 중앙기술연구소에서 일하고 있는 이명희씨는 지난 워크숍은 여러모로 유익한 시간이었다며 “매우 열정적인 워크숍이었다고 기억한다. 현업에 있는 많은 분들을 만나 다양한 토론을 할 수 있는 기회도 됐다”고 소회를 밝혔다.

 

그는 또 “일을 하면서 대부분 자기 맡은 분야만 알고 있는데, 다른 분들은 어떤 분야의 일을 하고 있다는 것도 알고 그분들 얘기를 통해 경험도 할 수 있었고, 여러 분야 사람들에게 조언을 받을 수 있었던 것도 이득이었다”며 앞으로의 측정클럽의 행보에 기대감을 나타냈다.
 
양성구 경남대학교 나노신소재공학과 교수는 “이 분야는 다양한 분야에서 연구개발을 하고 또 활용한다. 결정구조 확인과 해석, 반도체 박막 연구에도 활용되기 때문에 측정클럽 워크숍에 가면 다양한 스펙트럼을 가진 사람들을 만날 수 있다”면서 “학생들을 가르치는 입장에서 산업체에서 실제 활용되는 다양한 장비에 대해 알 수 있는 기회도 되고, 자료를 정리하면서 학생들에게 보다 유익한 가르침을 줄 수 있다”고 말했다.

 

그는 이어 “또 어느 분야나 기술적 한계가 있기 마련인데, 서로 다른 분야의 사람들과 만나다 보면 내 분야의 일을 다른 시각으로 볼 수 있어서 연구발전에도 도움이 된다. 다양한 측정기법에 대한 정보도 공유하고 교류하는 장으로 손색이 없다”며 더 다양한 기회를 마련해 줄 것을 부탁했다.