원자충진율(공간채움률)과 전기전도도는 상관관계가 있나요?

Question

반도체의 재료로 이용되는 물질의 성질에 관해 찾아보고 있습니다.

처음에는 원자충진율이 높으면 물질의 밀도가 높아져 전기전도성이 좋아질 것이라고 생각 하였고, 재료 선택에 영향을 줄 것이라 추측했습니다. 그래서 관련 내용을 찾아보았으나 영향을 준다는 글도 있고, 화학 결합에 의해 더 영향을 받는다는 글도 있어 의견이 통합되지 않아 헷갈립니다.

원자충진율과 전기전도도가 관련이 있는지, 관련은 있으나 유의미한 수준이 아닌 것인지, 이들의 연관성이 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.

원자충진율(공간채움률)과 전기전도도 사이에는 간접적인 상관관계가 있습니다. 원자충진율은 물질 내 원자들이 얼마나 촘촘하게 배열되어 있는지를 나타내며, 전기전도도는 전자가 물질 내에서 얼마나 쉽게 이동할 수 있는지를 나타냅니다. 일반적으로 원자충진율이 높은 구조에서는 원자들이 가까이 배치되어 있어, 전자가 원자 간을 이동하는 경로가 짧아져 전도도가 높아질 가능성이 있습니다. 그러나 전기전도도는 원자충진율 외에도 전자 밴드 구조 결정 구조, 불순물의 존재 등 여러 요인에 의해 좌우됩니다. 따라서 원자충진율이 높다고 해서 반드시 전기전도도가 높은 것은 아니지만, 두 특성 사이에 일정한 연관성은 존재할 수 있습니다.