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고체 물질의 전기전도2025.01.271. 고체의 전기적 특성 결정고체는 격자라고 부르는 규칙적인 3차원 구조를 이룹니다. 비저항(ρ)은 단위가 Ω·m(SI 단위)이며, 상온에서 비저항 값이 크면 절연체, 작으면 도체입니다. 반도체는 금속에 비해 상당히 큰 비저항 값을 가집니다. 비저항 온도계수(α)와 전하운반자 밀도(n)도 중요한 특성입니다. 2. 결정고체의 에너지 준위 많은 원자들이 결정을 이루면 각각의 에너지 준위가 N개의 준위들로 갈라집니다. 고체에서는 개별적인 에너지 준위들이 모여 에너지띠가 만들어지며, 에너지띠 사이에는 에너지간격이 존재합니다. 결정을 이루는...2025.01.27
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고체 물질의 전기적 특성 및 전기전도2025.01.271. 고체의 전기적 특성 모든 고체는 제각기 결정(crystal)을 가지고 있다. 결정의 모양과 방향은 물질의 종류에 따라 그리고 온도에 따라 변한다. 이렇게 결정을 가진 고체를 결정 고체(crystal solid)라고 한다. 결정 고체는 격자라고 부르는 규칙적인 3차원 구조를 이룬다. 고체마다 각자 다른 고유한 성질을 가지고 있는데 그 성질 중에는 전기전도도를 포함하여 비저항, 비저항 온도계수 등 여러 값이 다른 차이를 보인다. 2. 결정 고체의 에너지 준위 구리(Cu)의 경우를 예로 들어보자. 고체 구리의 경우, 이웃한 원자들 ...2025.01.27
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숭실대 신소재공학실험1) 12주차 전기방사 및 전도성 물질 코팅 결과보고서2025.01.131. 전기방사 전기 방사의 원리를 이해하고 변수에 대해 알아보았다. 전기방사를 통해 고분자 용액을 방사시킬 수 있으며, 용액의 농도, 용매 비율, 전극 간 거리 및 전압, 전기방사 시간 등의 공정변수가 섬유의 크기와 모양에 영향을 준다. 2. 전도성 물질 전도성 물질에 대해 알아보았다. 전도성 물질인 Carbon black을 PAN 용액에 섞어 전기방사된 PVDF 필름 위에 닥터블레이드 코팅하는 실험을 진행하였다. 3. PVDF 섬유 특성 PVDF 고분자 용액의 농도가 증가함에 따라 전기방사 되는 섬유의 지름이 증가하였다. 이는 용...2025.01.13
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열전도도 고찰2025.01.161. 열전도도 실험 결과 시편의 열전도도는 일정 온도에서 알루미늄>구리>황동>철 순으로 나타났다. 열전도도는 물질의 한 물성으로 전도에 의해 물질마다 열을 전달하는 정도를 나타내는 값이다. 열전도도가 높은 물질일수록 열을 잘 전달하며, 금속의 열전도도가 높고 유리나 비다공성 물질의 열전도도가 낮다. 고체>액체>기체 순으로 열전도도가 높게 나타나며, 이를 활용하여 이중창 등의 단열재를 만들 수 있다. 2. 효과적인 열전달 열전달을 높이기 위해서는 열전도도가 높은 물질을 사용하고, 열이 외부로 빠져나가지 않도록 단열재로 감싸는 등의 방...2025.01.16
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대표적인 전도성 고분자의 작동 원리 및 역사 그리고 대표 물질2025.05.041. 전도성 고분자의 작동 원리 전도성 고분자는 양자역학적 관점에서 볼 때 원자 간 오비탈의 중첩과 결합을 통해 전자가 자유롭게 이동할 수 있는 구조를 가지고 있다. 이러한 구조는 전자의 비편재화를 가능하게 하여 전도성을 발현시킨다. 또한 열역학적으로 볼 때 전도성 고분자의 가역적인 구조 변화는 엔트로피 증가를 유발하여 전도성이 자발적으로 나타나게 된다. 2. 전도성 고분자의 역사 전도성 고분자의 역사는 1970년대 노벨상 수상자들의 연구로부터 시작되었다. 이들은 할로겐 족을 이용하여 폴리아세틸렌에 도핑을 하여 전도성을 크게 향상시...2025.05.04
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휘트스톤 브릿지 실험 레포트2025.05.011. 전도도 및 비저항 측정 전도도(또는 비저항)은 물질의 전기적 성질을 나타내는 중요한 정보를 제공합니다. 이를 실험적으로 결정하기 위해서는 먼저 저항을 정확하게 측정해야 하며, 이를 위해 휘트스톤 브릿지가 종종 사용됩니다. 본 실험에서는 휘트스톤 브릿지의 구조와 사용법을 익히고, 미지 저항체의 전기 저항을 측정하는 것이 목적입니다. 2. 휘트스톤 브릿지 구조 및 사용법 휘트스톤 브릿지는 저항을 정확하게 측정하기 위해 사용되는 장치입니다. 본 실험에서는 휘트스톤 브릿지의 구조와 사용법을 익히는 것이 중요한 목표 중 하나입니다. 실...2025.05.01
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Four-point probe resistivity measurement 예비보고서2025.05.051. 저항 전류의 흐름을 방해하는 정도를 나타내는 물리량을 저항이라고 하며 전압과 전류의 비로 표현할 수 있다. 또한 전도도의 역수를 비저항이라고 하고 얇은 막의 저항을 나타내는 물리량을 표면저항이라고 한다. 2. 비저항 비저항은 물질의 고유한 값으로, 전자와 양공이 모두 전기전도에 참여하는 물질의 경우 전자 밀도, 양공 밀도, 전자 이동도, 양공 이동도 등으로 표현할 수 있다. 도체와 반도체의 온도에 따른 비저항 변화를 확인할 수 있다. 3. 표면저항 얇은 막의 저항을 나타내는 물리량으로 단위는 ohm/sq이며, 4-point p...2025.05.05
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그래핀(graphene)이란?2025.04.281. 그래핀의 소개 그래핀은 육각형 격자 구조로 배열된 탄소 원자의 단일 층으로, 2D 물질로 간주됩니다. 그래핀은 높은 전도성, 강도, 가벼움, 넓은 표면적, 생체적합성 등의 장점을 가지고 있지만, 제한된 확장성, 가공의 어려움, 밴드갭 부족, 비용 등의 단점도 있습니다. 2. 그래핀의 합성 방법 그래핀은 기계적 박리, 화학 기상 증착(CVD), 에피택셜 성장, 환원그래핀옥사이드(rGO) 등의 방법으로 합성할 수 있습니다. 각 방법은 장단점이 있으며, 그래핀 샘플의 품질을 특성화하고 측정하는 방법으로 라만 분광법과 투과 전자 현미...2025.04.28
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[물리학실험] 열전도도 실험 결과보고서 (이론 결과 분석 오차/A+)2025.05.101. 열전도 열전도는 물체의 내부에너지가 물체 내에서 또는 접촉해 있는 다른 물체로 이동하는 것을 말하며, 물질의 이동이나 복사에 의존하지 않고 고온에서 저온으로 열이 이동하는 현상이다. 전도는 온도의 차이에 의해 발생하며 열 전도에 의해 에너지가 전달되는 것은 물질을 이루고 있는 입자들이 서로 충돌하여 운동에너지를 교환하기 때문이다. 고체에서는 원자들의 진동, 자유전자의 충돌에 의해 전도가 일어나며, 기체에서는 분자들 사이가 멀어서 액체나 고체보다 충돌이 적게 일어나므로 전도가 잘 일어나지 않는다. 일반적으로 금속과 같은 도체 물...2025.05.10
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얼음을 이용한 열전도도 측정2025.04.271. 열전도도 측정 실험 목적은 고체의 열전도도를 측정하여 열전도 현상 및 열전도 방정식을 이해하고 고체 내에서 전도되는 열량의 측정방법을 익히는 것입니다. 실험 이론 및 원리에 따르면, 열전도는 물질 내부에서 온도기울기에 비례하여 일어나며 물질의 종류에 따라 열전도도가 크게 다릅니다. 실험에서는 얇은 판 형태의 고체 시료를 사용하여 한쪽 면은 수증기에 접하게 하여 100°C를 유지하고 다른 면은 얼음에 접하여 0°C를 유지하여 온도차 ΔT=100°C를 만들었습니다. 그리고 녹은 얼음의 질량을 측정하여 열전도도를 계산하였습니다. 2...2025.04.27
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