바나듐옥사이드의 기술과 이용

소개글

바나듐옥사이드의 기술과 이용에 대한 보고서 자료입니다.

목차

바나듐옥사이드
1. 절연체란…

2. 도체와 부도체

3. 모트(Mott) 절연체

4. 모트 금속-절연체 전이 현상

5. 모트절연체에 전기가 통하게 했다

6. 절연체를 도체로만든 김현탁박사

7. 반도체를 뛰어넘는 소자 개발등
기존 전자산업에 큰 파급효과가 예상

8. 막대한 부가가치 창출

본문내용

모트 절연체
1949년 영국 케임브리지대학의 노벨물리학상 수상자 N F 모트(Mott) 교수가 금속처럼 절연체에 전기를 흘릴 수 있다는 가설을 세웠기 때문에 붙여졌다. 바나듐옥사이드(VO₂) 등 약 100여종의 산화물이 모트 절연체에 해당한다.
모트 금속-절연체 전이 현상
어떤 금속물질의 경우 전자 간에 서로 미는 강력한 힘으로 인해 전류가 통하지 않는 절연체로 갑자기 바뀔 수 있다.
 지난 1949년 영국 캠브리지대 모트 교수는 금속에서 전도전자들 사이에 쿨롱(Coulomb) 에너지가 매우 크면 물질의 구조적 변화 없이 갑자기 모트 절연체로 전이가 일어날 수 있다"는 모트 금속-절연체 전이 현상 이론을 처음 예언한 바 있다.
 그러나 모트 금속-절연체 전이 현상은 현재까지 56년간 실험으로 증명되지 못한 채 연속적 금속-절연체 전이현상 및 구조상 전이현상과 함께 끊임없이 학문적 논쟁을 거듭해온 현대물리에서 중요한 미해결 물리 문제 중 하나로 남은 상태였다.
모트절연체에 전기가 통하다
전자들이 서로 반발하며 균형을 이루고 있지만 전자 하나를 빼낼 수 있으면 물질 자체의 구조가 변하지 않는 상태에서 성질이 바뀔 수 있다. 전자가 빠지면서 구멍이 생기고 부도체 성질을 띠게 하는 전자간 반발 에너지(쿨롱 에너지)의 균형이 깨지면서 전류가 흐르는 상태로 변하는 현상을 설명하면 모트 가설을 일부 증명할 수 있다.
 자연에 널려 있는 산화물 중 하나인 바나듐옥사이드(VO₂)의 양쪽에 전압을 가할 수 있는 장치를 병렬로 연결해 미세하게 전압을 가하면,  처음에는 부도체 성질을 유지했던 VO₂는 갑자기 점프 현상을 일으키면서 금속 전류가 흐르기 시작한다. 그 이후 전압을 높일수록 전류가 강도가 높아진다. 완전하게 금속의 성질을 보여주었고, 금속과 같이 '옴의 법칙'이 성립했다.

키워드

바나듐옥사이드,   VO2,   모트절연체,   절연체,   정공,   테라나노소자,   홀 드리븐(Hole-driven) MIT 이론,   자유전자