금속 단결정 박막 그리고 투명전극
금속의 전도도는 고체물리학의 가장 근본이지만 어느 때부터인가 공학의 영역으로 넘어가 버렸다. 1950년대 이후 구리의 전기적 특성에 대해서는 더 이상 연구가 추진되지 않다가 최근 들어 나노 연구가 활발해 지면서 금속의 나노스케일에서의 전기 전도도 문제가 다시 중요한 관심사로 떠오르고 있다. 실제 금속에서의 저항은 상온에서 전자와 포논 산란에 의해 주도되고 저온에서는 전자와 불순물의 산란에 의해 지배되는 것으로 잘 알려져 있다. 그러나 상온에서 grain boundary(GB)가 저항에 미치는 영향에 대해서는 구체적으로 보고된 바가 없었다.
본 연구에서는 GB가 전기전도도에 미치는 영향을 조사하고 어떻게 하면 금속의 저항을 최저로 내릴 수 있을까 하는 문제를 다루었다. 또한 이렇게 저항이 낮아진 금속체는 어떤 특성을 가지는가의 근본적인 문제와 응용적으로 적용할 수 있는 분야 등을 소개한다. 뿐 만 아니라 금속물질이 도달할 수 있는 최저의 저항은 무엇일까하는 근본적 문제도 생각해본다. 상온에서 가장 낮은 저항을 갖는 물질은 은 (1.62X10-6Ωcm)으로 알려졌으나 본 연구실에서는 GB의 제어 및 오히려 불순물 첨가에 의해 1.54X10-6Ωcm, 1.49X10-6Ωcm, 1.35X10-6Ωcm 로 세계 기록을 갱신하였다. 뿐만 아니라 RF sputtering 을 활용하여 Cu 박막을 단결정 수준으로 성장하는데 성공하였고 이렇게 만들어진 박막의 흡착력이 매우 탁월하다는 점을 활용하여 구리를 이용한 투명전극을 제조하기에 이르렀다.
우리가 너무 흔하다고 생각하고 매우 싼 재료로 알고 있는 구리지만 잘 이해하고 응용하면 활용도를 높일 수 있다.
* 일시 : 2014년 4월 3일 목요일 오후 4시 30분
* 장소 : 베어드홀 103호
* 연사 : 정 세 영 교수 (부산대 나노융합공학과)