휘어지는 물질서 증폭 광전기 효과 발견

KAIST·포항공대 교수들 성과

물질이 휘어질 때 나타나는 광전기(光電氣) 증폭 현상과 그 원인이 규명돼 보다 효율적인 광전기 소자 제작이 기대된다.

KAIST(총장 강성모)는 물리학과 양찬호·김용현 교수, 포항공대 조문호·오상호 교수, 포항가속기연구소 구태영 박사, 재료연구소 최시영 박사 등이 한국연구재단의 중견연구자지원사업을 통해 수행한 연구를 통해 이같은 성과를 거뒀다고 16일 밝혔다.

빛 에너지가 전기 에너지로 전환되는 광전기 효과를 이용하면 온실가스 배출 없이 전기를 만들 수 있어 전 세계적으로 안정적이고 저렴하며 효율이 높은 광전기 효과를 발생 물질 및 구조를 찾는 연구가 활발히 진행되고 있다.

기존 태양광 소자들은 다른 물질을 붙이거나 P형-N형 반도체를 접합하는 등 두 개 이상의 물질을 이용해 광전기 효과를 일으켰지만 연구팀은 단일 물질에서도 휘어지는 변형이 발생했을 때 마치 두 물질의 경계면에서 광전기 효과가 일어나는 것과 흡사한 현상을 발견했다.

물질이 일반적으로 휘어지는 것은 광전기 효과를 크게 발생하지 않아 실용성이 없지만, 연구팀은 나노미터 크기의 구조까지 관찰해 물질이 자발적으로 매우 크게 휘는 구간을 발견했다.

양찬호 교수는 “휘어진 정도가 큰 경우 플렉소전기 현상의 비선형 움직임이 중요함을 제안했다. 이런 비선형 거동은 전기기계적 성질의 계보를 잇는 새로운 현상으로 학술적 가치가 높다”고 말했다.

최두선 기자