금속-절연체 전이물질, 본질·속성 밝혀져

  • 경제/과학
  • IT/과학

금속-절연체 전이물질, 본질·속성 밝혀져

  • 승인 2016-06-19 13:16
  • 신문게재 2016-06-19 6면
  • 최소망 기자최소망 기자
▲ 김봉중 교수.
▲ 김봉중 교수.

전기가 흐르는 금속이 전기가 흐르지 않는 절연체로 바뀌는 ‘상전이(相轉移)’ 현상의 비밀이 밝혀졌다.

한국연구재단은 김봉중 광주과학기술원 교수 연구팀이 ‘금속-절연체’ 상전이 특성이 있는 이산화바나듐(VO₂) 와이어의 굵기가 상전이 과정에 어떻게 영향을 미치는지를 규명했다고 19일 밝혔다.

이산화바나듐은 상온에서는 절연체 상태다. 그러나 68℃ 이상 온도에서는 금속으로 변해 대표적인 상전이 물질이다.

김 교수 연구팀은 산소 가스를 주입해 단결정 이산화바나듐 와이어의 굵기를 조절했다. 굵기가 다른 와이어는 각각 5㎛(마이크로미터) 이하의 M1, 5∼9㎛ 굵기의 T, 9㎛ 이상의 M2 절연상을 구현한다.

연구팀이 서로 다른 굵기의 와이어 마다 응력에 따른 저항과 활성화 에너지를 조사했다.

응력은 외부 힘에 의해 변형을 일으킨 내부의 힘이다. 그 결과, 저항값과 활성화에너지는 T가 가장 낮고 M1은 중간이었으며 M2가 가장 높았다.

응력에 따른 저항과 활성화에너지가 적을수록 상전이에 필요한 에너지 장벽이 낮아 T가 가장 상전이가 잘 일어나며, M2는 상대적으로 상전이가 일어나기 어렵다.

상전이 현상은 전기적ㆍ광학적 스위칭 소자와 센서, 차세대 메모리, 차세대 디스플레이 등 다양한 분야에 적용이 가능하다.

김 교수는 “앞으로 금속-절연체 상전이 현상에 대해 이해하고 차세대 에너지와 기능소자의 감도를 조절하는 데 활용할 수 있을 것”이라고 전했다.

이번 연구성과는 지난 2일 ‘나노레터스(Nano Letters)’에 실렸다.

최소망 기자 somangchoi@

중도일보(www.joongdo.co.kr), 무단전재 및 수집, 재배포 금지

기자의 다른기사 보기

랭킹뉴스

  1. 주말 사우나에 쓰러진 60대 시민 심폐소생술 대전경찰관 '화제'
  2. [기획]3.4.5호선 계획으로 대전 교통 미래 대비한다
  3. [사설] 이삿짐 싸던 해수부, 장관 사임 '날벼락'
  4. "성심당 대기줄 이제 실시간으로 확인해요"
  5. 충청권 광역철도망 급물살… 대전·세종·충북 하나로 잇는다
  1. [세상보기]시한부 도시
  2. [사설] 같은 EPZ 기준으로 유성구에도 지원해야
  3. [사이언스칼럼] 아쉬움
  4. '금강을 맑고푸르게' 제22회 금강환경대상 수상 4개 기관 '한뜻'
  5. 대전 교사들 한국원자력연 방문, 원자력 이해 UP

헤드라인 뉴스


‘도시 혈관’ 교통망 확충 총력… ‘일류도시 대전’ 밑그림

‘도시 혈관’ 교통망 확충 총력… ‘일류도시 대전’ 밑그림

민선 8기 대전시가 도시의 혈관인 교통망 확충에 집중하면서 균형발전과 미래 성장동력 기반 조성에 힘이 실리고 있다. 대전 대중교통의 혁신을 이끌 도시철도 2호선 트램 사업이 전 구간에서 공사를 하는 등 2028년 개통을 위해 순항하고 있다. 이와 함께 충청권 광역철도와 CTX(충청급행철도) 등 메가시티 조성의 기반이 될 광역교통망 구축도 속도를 내고 있다. 대전의 30여년 숙원 사업인 도시철도 2호선은 지난해 연말 착공식을 갖고, 올해부터 본격적인 공사에 들어가 현재 본선 전구간(14개 공구)에서 공사를 진행하고 있다. 도시철도 2..

`금강을 맑고푸르게` 제22회 금강환경대상 수상 4개 기관 `한뜻`
'금강을 맑고푸르게' 제22회 금강환경대상 수상 4개 기관 '한뜻'

금강을 맑고 푸르게 지키는 일에 앞장선 시민과 단체, 기관을 찾아 시상하는 제22회 금강환경대상에서 환경과 시민안전을 새롭게 접목한 지자체부터 저온 플라즈마를 활용한 대청호 녹조 제거 신기술을 선보인 공공기관이 수상 기관에 이름을 올렸다. 기후에너지환경부 금강유역환경청과 중도일보가 공동주최한 '제22회 금강환경대상' 시상식이 11일 오후 2시 중도일보 4층 대회의실에서 개최했다. 이날 행사에는 유영돈 중도일보 사장과 신동인 금강유역환경청 유역관리국장, 정용래 유성구청장, 이명렬 천안시 농업환경국장 등 수상 기관 임직원이 참석한 가운..

[기획]2028년 교통 혁신 도시철도2호선 트램 완성으로
[기획]2028년 교통 혁신 도시철도2호선 트램 완성으로

2028년이면 대전은 도시철도 2호선 트램 완공과 함께 교통 혁신을 통해 세계적으로 지속 가능한 미래 도시로 성장할 전망이다. 11일 대전시에 따르면 대전 도시철도 2호선 트램 사업은 지난해 12월 착공식을 개최하고, 현재 본선 전구간(14개 공구)에서 공사를 진행하고 있다. 2027년까지 주요 구조물(지하차도, 교량 등) 및 도상콘크리트 시공을 완료하고, 2028년 상반기 중 궤도 부설 및 시스템(전기·신호·통신) 공사를 하고, 하반기에 철도종합시험 운행을 통해 개통한다는 계획이다. 최근에는 내년 대전시 정부 예산안에 공사비로 1..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 트램 2호선 공사현장 방문한 이장우 대전시장 트램 2호선 공사현장 방문한 이장우 대전시장

  • ‘자전거 안장 젖지 않게’ ‘자전거 안장 젖지 않게’

  • ‘병오년(丙午年) 달력이랍니다’ ‘병오년(丙午年) 달력이랍니다’

  • 풍성한 연말 공연 풍성한 연말 공연