이상욱 경북대 교수 논문 사이언즈 등재, 물리법칙 예외 특이 전도체 연구

이상욱 경북대 교수(공과대학 신소재공학부)팀이 전기가 잘 통하는 물질이 열도 잘 전달한다는 기존 물리법칙을 따르지 않는 새로운 현상을 발견, 학계의 주목을 받고 있다. 이 연구는 경북대와 함께 미국 버클리 캘리포니아주립대, 오크리지국립연구소가 공동으로 진행했으며 결과는 세계적 과학학술지인 '사이언스' 1월 27일 자(미국 동부 기준)에 발표됐다.

이번 연구 결과는 일반적인 금속에서 전자들이 이동할 때 열을 동반하는 것과 달리 이산화바나듐의 경우 극히 적은 열만 동반 이동되는 것으로, 이산화바나듐에서 전자들이 전류를 이동시키지만 열은 이동시키지 않는 것과 같은 결과를 가져온다. 이는 기존 법칙을 극단적으로 벗어나는 결과로 새로운 특이 전도체들에서의 전하 거동을 근본적으로 이해하는 데 있어 매우 중요한 정보를 제공한다.

이상욱 교수 연구팀은 "일반적인 금속 내에서는 전자들이 개개의 독립적인 입자처럼 움직인다고 여겨지지만, 어떠한 경우에는 전자들이 서로 영향을 미치며 마치 유체와 같은 형태로 일제히 움직이는 것으로 생각할 수도 있다"고 말했다.

이번 연구를 주도한 이 교수는 "높은 온도에서는 열 이동이 크고, 낮은 온도에서는 열 이동이 낮으므로 나노 스케일에서 열의 이동을 제어할 수 있다. 이번 연구를 통해 폐열을 이용해 전기를 생산하는 열전시스템, 에너지 절감형 스마트 윈도, 나노 전자소자의 열 방출 등과 같은 다양한 열 이동 활용 분야의 발전에 도움이 될 것으로 기대된다"고 말했다.