[한국기술뉴스] 중앙대학교 물리학과 이상권 교수 양자수송현상연구팀이 도쿄대 사이토 에이지(Eiji Saitoh) 교수와 공동으로 나노 두께 2차원 전이금속인 Platinum diselenide(PtSe2)를 적층한 PtSe2/PtSe2 homostructures에서 새로운 제벡효과(Seebeck effect) 현상을 발견했다.

이상권 교수와 이원용 박사, 강민성 연구원, 김길성 박사, 박노원 박사, 최재원 석사, 김윤호 석사가 참여한 양자수송현상연구팀은 제벡계수(Seebeck coefficient)를 측정하는 과정에서 PtSe2 층 사이의 interface(계면)에서 유도되는 제벡효과(interfaced-induced Seebeck effect)가 있다는 것을 발견했다.

이번 발견은 실험을 통한 추가 검증과 이론 분석을 거쳐 올해 2월자 ACS Nano에 게재됐다. 연구에 쓰인 이론적인 계산과 광학적 분석은 중앙대학교 물리학과 소속 윤영귀 교수, 성맹제 교수와의 공동연구를 통해 진행됐다. 

이번 연구성과는 기존 물리로는 이해할 수 없는 새로운 물리 현상을 발견한 것으로 판단된다. 연구팀이 발견한 계면유도 제벡효과는 저항이 높은 PtSe2 층에 낮은 PtSe2 층을 PtSe2/PtSe2 homostructures 형태로 적층한 구조에 in-plane 방향으로 온도 구배가 주어지면 아래층 PtSe2 층에 존재하는 hot carrier들이 위층과의 계면으로 이동해 축적되거나 위층에 주입돼 상대적으로 한 개 층만으로 구성된 PtSe2에 비해 높은 제벡계수를 갖는 현상이라고 할 수 있다. 

이상권 교수는 “아래층의 높은 제벡계수와 위층의 상대적으로 낮은 전기전도도가 결합해 기존에 시도되지 않았던 새로운 방법을 통한 물질의 열전 파워지수(thermoelectric power factor) 향상이 기대된다”고 말했다. 

한편, 이번 연구는 2020년 12월에 선정된 삼성전자 미래기술육성사업, 한국연구재단 선도연구센터와 중견연구자과제 지원을 통해 수행됐다.