작성일 : 18-01-10 15:46
김성웅 성균관대 연구팀과 이기문 군산대 교수, 이규형 강원대 교수, 김성곤 미국 미시시피 주립대학 교수 등과 공동연구, 신소재 '전자화물'의 자성 극대화 원리 규명
 글쓴이 : happy
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전자화물 소재 내부의 격자간 전자 구속 정도에 따른 자기 물성 극대화의 모식도. <자료=한국연구재단 제공 >
전자화물 소재 내부의 격자간 전자 구속 정도에 따른 자기 물성 극대화의 모식도. <자료=한국연구재단 제공>

국내 연구진이 차세대 물질로 불리는 '전자화물'의 자성을 발현하는 원리를 규명했다. 

한국연구재단(이사장 조무제) 김성웅 성균관대 연구팀과 이기문 군산대 교수, 이규형 강원대 교수, 김성곤 미국 미시시피 주립대학 교수 등과 공동연구를 통해 전화화물의 자성을 극대화시키는 데 성공했다고 9일 밝혔다. 

신소재인 전자화물(electride)은 전자가 물질 내의 독립적인 공간에 음이온의 형태로 존재한다. 격자간 전자(interstitial electron)로 이뤄진 새로운 개념의 재료로 다양한 분야의 응용이 기대되는 차세대 물질로 알려진다. 

하지만 실제로 합성에 성공한 전자화물 재료는 10여종에 지나지 않으며 그 기능성 발현 원리와 극대화에 대한 연구도 전무한 상태다. 

연구팀은 전자화물 내부의 격자간 전자에 의한 자성이 전자의 구속 정도에 따라 달라짐을 규명했다. 

기존에 이론적으로만 존재하던 초고압 금속 내부의 전자 구속 상태가 실제 합성된 전자화물 내에서 발현될 수 있음을 확인했다. 

또 이런 원리를 기반으로 불순물을 주입하는 간단한 공정으로 격자간 전자의 구속 정도를 극대화 시켰다.

김성웅 교수 "전자화물이라는 실제 합성 가능한 소재를 통해 이론적으로만 예측됐던 초고압 금속 상태를 모사할 수 있는 연구결과"라며 "지구상에 매장량이 희귀한 고가의 희토류 원소가 필수였던 기존의 자성소재 조성을 탈피할 수 있는 새로운 자성소재 구현의 가능성을 제시했다"고 말했다. 

이번 연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단 미래소재디스커버리지원사업 등 지원으로 수행했으며, 연구성과는
'미국화학학회지(Journal of the American Chemical Society)' 지난해 12월 6일자 표지논문에 실렸다.