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기능성 산화물에서의 결정화학

전문가 제언: ○ 이 글에서 도핑과 비양론적 산소량은 현대 무기화학의 과학기술에서 중요한 개념이 되고 있음을 알게 된다. 기능성 재료로 그 수요가 증가하고 있는 천이금속 산화물은 도핑과 비양론적 산소량기법의 적용의 가능성이 매우 높다고 한다. 비양론적 산소량은 물성, 즉 전기 및 이온의 전도성, 초전도성, 자기저항성, 열전변환성 및 압전변환성 등과 같은 물성을 제어하는 데 있어 중요한 역할을 한다.

○ 산소량을 정밀하게 제어하고 결정하는 산소공학(Oxygen engineering)은 최적의 성능을 갖는 기능성 산화물의 제조를 위한 중요한 도구라고 한다. 이러한 산소공학의 개념을 보다 정확히 이해하는 데는 실제 도핑과 산소 비양론적 기법에 대한 실험적 설명이 필요한 것 같다. 여기서는 부분적 실험결과도 제시하고 있으나, 기능성 산화물의 제조공정, 즉 재료의 조성, 분위기의 설정, 열처리, 제품검증과 같은 실제적 사례가 제시된다면 이해하는 데 큰 도움이 되겠다.

○ 원소의 선정과 Doping, 또는 Oxigen non-stoichiometry 기법에 의해 원하는 물질 설계가 가능하다고 한다. 이러한 기법에 의해 많은 새로운 기능성 산화물이 탄생하고 있는 것이다. 지금까지의 이러한 기능성 산화물의 생산방법이 누적되어 데이터베이스가 구축되었으리라고 짐작된다.

○ 미국에서는 컴퓨터 시뮬레이션에 의한 재료의 성질과 거동을 예측하는 컴퓨터에 의한 재료설계 시설(Computational Material Design Facility)이 설치, 운영되고 있다고 한다. 기능성 산화물에 의한 물질 설계의 소프트웨어나 컴퓨터 지원에 의한 설계법(Computer aided design)이 수립되었으리라고 짐작된다. 이에 대한 개략적 소개가 있다면 이 분야에 관심이 있는 과학도들에게 크게 도움이 될 것이다.

저자: Jun-ichi SHIMOYAMA
자료유형: 학술정보