금속 포일이 다른 물질과 접촉하지 않은 상태에서 열처리되면 표면에너지 효과만이 극대화돼 111 결정이 우선적으로 성장하게 되고 최종적으로 단결정을 형성할 수 있게 된다.
그렇기 때문에 비접촉 열처리 방식을 사용해서 금속 포일이 다른 물질과 접촉하지 않은 상태에서 열처리하게 되면 표면에너지 효과만이 극대화돼서 결론적으로는 111 결정만이 우선적으로 성장하게 됩니다. 그래서 최종적으로 단결정을 형성할 수 있게 됩니다. 실제로 저희가 열처리를 하면서 결정면이 어떻게 바뀌는지를 관찰했는데 초기 금속 포일에서는 여기서 보라색으로 보이시는 결정이 112 결정립들인데 112 결정이 존재하다가 이것들이 열처리를 하게 되면 파란색 111 결정이 나타나게 됩니다. 그리고 이 111 결정들이 크게 성장하면서 주변에 다른 결정립들을 다 먹어치웁니다. 그리고 최종적으로는 이것이 샘플 전체에 퍼져서 하나의 단결정을 형성하게 됩니다. 실제로 이것은 저희 연구단에 시뮬레이션을 담당했던 펑딩(Feng Ding) 교수 그룹에서 행했던 전산모사 결과가 되겠는데 금속 포일에 초기 존재했던 112 결정면이 표면에너지 최소화를 위해서 이쪽 방향에서 표면에너지가 낮아지는 방향인 111 방향으로 그레인이 로테이션 돼서 보시면 지금 라인이 이렇게 그어져 있는데 이 라인이 점점 옆으로 눕는 것을 확인하실 수 있으실 겁니다. 그래서 점점 표면에너지가 낮아지는 쪽으로 이동을 해서 결론적으로는 112가 112 결정립으로 바뀌게 됩니다. 제가 앞서 설명드렸던 단결정 금속 포일은 2x8㎝ 크기를 가진 구리 포일이었는데 저희가 만들 수 있는 구리 포일의 사이즈가 꼭 2x8㎝로 제한되는 것은 아닙니다. 실제로 저희가 만들었던 2x8㎝ 사이즈의 포일은 4.6㎝ 직경을 가진 *** furnace에서 열처리를 해서 제조한 샘플이 되겠습니다.