초고압 초고온 하에서 합성과 결정성장

전문가 제언

○ 초고압(10㎬~100㎬) 및 초고온(2,000K~4,000K) 영역의 화학반응에서 물질 제조와 상안정성 해명은 야금학, 합성화학, 고체화학 등에서 미답 연구영역이다. 이 영역에서 합성 프로세스의 확립과 합성물질의 계통적인 연구가 기대되고 있다.

○ 기가 파스칼(㎬) 이상 영역의 초고압 발생 장치로 다이아몬드 앤빌 셀(DAC: Diamond Anvil Cell)이 있으며, 현재 지구물리나 물성물리학 분야에서 주로 사용된다. DAC는 미국의 표준연구소(NBS)에서 1959년에 고안하였으며, 1980년대에는 정적 고압시험에 가장 널리 사용되는 기구였다.

○ DAC는 다른 고압발생 장치보다 구조가 단순하고 조작이 간편하고 분광학 실험을 할 수 있다. 그러나 시료의 양이 마이크로미터 미만의 미양 시료이기 때문에 물성 측정에 제약이 있으나 미량 시료의 분석법 발전에 의해 여러 가지 물성 측정이 가능하게 되었다.

○ DAC는 시료 공간의 양 측면이 다이아몬드이기 때문에 광학적으로 투명하다는 특성을 이용하면, 외부에서 레이저 조사에 의해 시료의 고온가열이 가능하게 된다(Laser-DAC). 따라서 고온 고압 밀폐공간을 쉽게 얻을 수 있어 새로운 물질합성에 활용할 수 있다.

○ 이 문헌에서 필자가 독자적으로 구축한 초고압/초고온 프로세스인 레이저-DAC 시스템에 대하여 설명하고 있다. 또한 레이저-DAC에서 초고압 고온 임계질소 유체를 이용하여 희토류 금속질화물의 제조와 초고압 고온초임계수를 이용한 천이금속 산화물 합성과 결정성장에 대하여 소개하고 있다.

○ 국내에서도 DAC를 이용한 연구가 1990년도 초반부터 시작되어 연구논문이 발표되었다. 그러나 최근에는 이를 이용한 새로운 연구 논문 발표가 거의 없는 상황이다. 초고압 초고온에서 다양한 물질을 합성하고, 물성을 측정할 수 있어 신규 물질 개발에 적합한 시스템이라고 생각되어 재료분야 연구인들의 관심이 있기를 바란다.

저자

Masashi Hasegawa

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2009

권(호)

22(9)

잡지명

マテリアル インテグレ-ション

과학기술
표준분류

재료

페이지

32~37

분석자

김*환

분석물

• 초고압 초고온 하에서 합성과 결정성장.pdf [350,950 byte]

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