온도 상승에 따라 자성이 증가하는 신자성 물질 세계 최초 합성

재료연구소(KIMS, 소장 이정환)가 온도 상승에 따라 자성이 증가하는 신자성 물질을 세계 최초로 개발했다.

재료연구소 분말/세라믹연구본부 최철진 박사, 박지훈 박사, Ping Zhan Si 교수(중국 지리앙대, China Jiliang Univ.) 연구팀은 비희토류계 신자성 물질의 연구 과정에서, 냉각속도 제어를 통한 신합성 공정으로 역온도 의존성을 갖는 신물질을 발견 및 개발했다.

연구팀은 냉각속도 제어를 통한 신합성 공정을 통해 Mn-C계 합금 중 이론적으로만 존재하고 있던 고순도의 물질을 제조하고, 결정 구조 확인 및 온도에 따라 자성 특성이 증가하는 특이 현상을 세계 최초로 확인했다.

기존 자성재료는 온도 변화에 따라 자성 특성이 저하되는 문제점이 있어 고온 상용화에 문제점이 있었다. Mn-C계 합금은 매우 다양한 결정구조의 물질이 혼재하고, 고온에서 안정한 Mn4C 물질은 그 동안 제조가 어려운 이론적인 물질로 잘 알려져 왔다.

이번에 개발된 신자성 물질은 기존 자성물질의 한계인 온도 상승에 따른 자성 저하의 문제를 해결할 수 있는 신물질을 발견 및 개발한 것으로, 이를 이용한 새로운 성능의 센서, 전자 및 반도체 산업에 응용, 신기능 창출을 통한 파급 효과가 매우 클 것으로 기대된다.

연구책임자인 재료연구소 최철진 책임연구원은 “이번 개발 기술은 그 동안 이론적으로만 존재하던 물질을 세계 최초로 합성한 성과를 얻어낸 것”이라며 “기존 물질과는 다른 특이한 역온도 의존성을 갖기 때문에 새로운 성능의 센서, 전자 및 반도체 부품 개발에 큰 기여를 할 수 있을 것으로 판단된다”고 밝혔다.

이번 연구는 한국연구재단의 미래소재디스커버리사업의 지원을 받아 수행됐으며, 현재 국내 및 PCT 국제특허를 출원 중에 있다.