값싼 다결정 포일을 단결정 금속 포일로 전환할 수 있다면 저희 연구에 있어서나 산업계에 있어서 큰 이득이 있을 거라고 판단해서 본 연구를 시작하게 되었습니다. 저희는 다결정 금속 포일을 단결정 금속 포일로 전환하기 위해서 ‘비접촉 열처리’라고 명명한 방법을 사용을 하였습니다.
여기서 저희 연구가 시작되게 되었습니다. 실제로 저희가 가장 쉽게 구할 수 있는 것은 상용 다결정 금속 포일입니다. 그리고 그 가격은 1㎠당 한 0.03달러 정도로 매우 쌉니다. 값싼 다결정 포일을 단결정 금속 포일로 전환할 수 있다면 저희 연구에 있어서나 산업계에 있어서 큰 이득이 있을 거라고 판단해서 본 연구를 시작하게 되었습니다. 이제부터 본격적으로 저희 연구 결과를 설명해 드리도록 하겠습니다. 저희는 다결정 금속 포일을 단결정 금속 포일로 전환하기 위해서 ‘비접촉 열처리’라고 명명한 방법을 사용을 하였습니다. 방법은 굉장히 간단합니다. 상용 다결정 포일을 다음과 같이 공중에 매단 채로 금속의 융점 근처에서 열처리함으로써 단결정 포일로 변환하는 것이 가능합니다. 아래 사진이 저희가 제조한 단결정 금속 포일이 되겠는데, 사이즈는 2x8㎝ 정도가 되고, XRD나 EBSD 결과를 통해서 이 포일이 하나의 결정 방향을 가진 단결정임을 확인할 수 있었습니다. 그렇다면 왜 저희가 비접촉 열처리 방법을 사용하였는지 그 이유를 말씀드리도록 하겠습니다. 그것은 표면에너지와 관계가 있습니다. 표면에너지는 결정 내 원자배열과 관계합니다. 원자배열이 촘촘할수록 더 낮은 표면에너지를 일반적으로 가지게 됩니다. 저희가 사용했던 면심입방구조체 금속 같은 경우에는 111 결정면이 다음과 같이 가장 촘촘한 원자배열을 가지고 있고 에너지적으로도 가장 낮은 에너지를 가지고 있습니다.