출처: 동아사이언스

링크: 원자 쌓는 순서 바꾸니 새 물성 생겼다 – 동아사이언스

요약: 포스텍과 숭실대 공동연구팀은 원자의 종류와 전체 양을 바꾸지 않고, 원자를 쌓는 순서를 조절해 물질에 새로운 성질을 더하는 ‘선택적 원자 기울기’ 기술을 개발했다. 이 연구는 국제학술지 사이언스에 발표되었다.

일반적으로 물질에 새로운 성질을 부여하려면 다른 원소를 추가하거나 기존 원소의 비율을 바꿔야 한다. 그러나 이 과정에서 원래 물질이 가진 장점이 사라질 수 있다. 연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 페로브스카이트 산화물의 특정 위치에 있는 원자들의 크기 조성 비율을 층마다 조금씩 다르게 배열했다. 그 결과, 물질 내부에서 원자들이 미세하게 한쪽으로 치우치면서 전기적 방향성을 나타내는 ‘극성’이 형성되었다. 이를 통해 기존의 전자적 성질을 유지하면서 새로운 성질을 추가할 수 있었다.

연구팀은 이 기술을 금속 박막에 적용해 전류가 흐르는 방향에 따라 저항이 달라지는 현상을 확인했다. 또한 두께 5.1nm의 초박막 절연체에서는 누설전류가 다른 박막보다 1000~10000배 줄었으며, 온도 변화를 전기 신호로 바꾸는 성능은 약 100배 높았다. 원자층의 배열 순서를 반대로 바꾸면 저항 차이와 전기 신호의 방향도 반대로 나타났다.

이번 연구는 원자의 배열 자체가 물질의 성질을 결정하는 중요한 요소임을 보여 준다. 연구팀은 이 기술이 전류의 방향을 제어하는 금속 다이오드와 한 방향에서는 초전도 상태를, 반대 방향에서는 일반 금속 상태를 나타내는 초전도 다이오드 개발 등에 활용될 가능성을 제시했다.

내 생각: 뭔 소린지 모르겠다