부경대 이승훈 교수, 네이처 커뮤니케이션즈에 논문 게재

부경대학교는 최근 물리학과 이승훈(사진) 교수가 이산화바나듐의 상전이에는 이 소재의 결정(crystal) 구조가 핵심적인 역할을 한다는 연구결과를 국제학술지 네이처 커뮤니케이션즈에 발표했다고 23일 밝혔다.

이번 연구는 이 교수와 메릴랜드대학교, 미국표준기술연구소, 홍콩과학기술대학, 미네소타대학교 등이 공동 진행했으며, 이들의 논문 'Tuning the hysteresis of a metal-insulator transition via lattice compatibility'는 공동 제1저자로 국제학술지 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)에 게재했다.

이산화바나듐은 '금속-절연체 상전이' 현상이 매우 빠르게 일어나는 물질로 센서, 메모리소자, 스마트윈도우, 고속스위칭소자 등의 차세대 핵심소재로 주목받고 있다.

상전이는 물질이 일정 조건에서 상이 바뀌는 현상으로, 이산화바나듐과 같은 상전이 물질을 상용화하기 위해 외부 조건 변화에 따라 그 특성이 빠르게 전환(가역성)되고 반복되는 상전이에도 강한 내구성을 갖추는 것이 관건이다.

이 교수는 다양한 농도의 텅스텐이 도핑된 이산화바나듐 박막을 제작하고 고온과 저온에서의 격자상수(결정 구조 인자)를 분석했다. 그 결과 두 개의 서로 다른 상의 특정 방향의 격자상수가 비슷한 값을 가질 때 금속-절연체 상전이의 이력특성이 크게 감소하는 것을 확인했다.

그는 "이번 연구를 통해 상전이 물질을 활용한 에너지, 바이오 분야 등 다양한 소자들의 실용화를 기대한다"고 말했다.