원자 단위 두께의 초박막 소재 열 특성을 1% 미만의 오차로 측정할 수 있는 신기술이 주목받고 있다.

26일(현지시간) 국제학술지 '서모-X'(Thermo-X)는 1·2차원 소재의 열 특성을 정밀하게 측정하는 '과도 전기-열'(TET·Transient Electro-Thermal) 기술의 발전을 조명하는 종합 리뷰 논문을 게재했다.

TET 기술은 측정할 시료에 제어된 전류를 흘려 보내고, 이때 발생하는 전기 저항의 순간적인 변화를 통해 온도 변화를 파악한다. 이를 통해 연구자들은 소재의 열확산도를 매우 높은 정밀도로 추출할 수 있다.

이 기술은 복잡한 광학 장비나 보정 과정이 필요 없어 실험 설계와 데이터 분석이 간단하다. 최적화된 조건에서는 측정 불확도를 1% 미만까지 낮출 수 있는 것이 가장 큰 장점이다.

기존의 레이저 플래시 분석이나 시분해 열반사법 등은 미세 구조나 원자 단위 두께의 신소재에 적용하기 어렵거나 정확도에 한계가 있었다. TET 기술은 이러한 기존 방식의 단점을 극복한 대안으로 평가받는다.

실제로 백금 마이크로 와이어를 이용한 최근 검증 실험에서 TET 기술은 기준값과 약 0.6%의 편차를 보이는 데 그쳐 기술의 신뢰성을 입증했다. 또한, 열복사나 대류 등으로 인한 열 손실을 체계적으로 계산하고 보정할 수 있어 소재 고유의 열 특성을 정확하게 측정할 수 있다.

연구진은 이 기술이 향후 나노 스케일의 열전달 현상, 계면 열 저항, 상변화나 3D 프린팅 같은 동적 열 공정 연구에 핵심적인 역할을 할 것으로 기대하고 있다.