반도체 회로의 집적도가 높아질수록 발열 문제가 심화되는 이유는?
안녕하세요. 회로의 집적도가 높아지면 같은 면적이라도 더 많은 트랜지스터를 넣을 수 있겠죠, 그럼 전류 밀도가 크게 증가할 수 있습니다. 이 과정에서 문제는 저항으로 인한 손실과 스위칭 손실이 늘어나게 되는데, 이 늘어난 것들이 다 열로 바뀌는 겁니다. 소자랑 가까워지면 열이 빠져 나갈 공간이 줄어들기 때문에 국부적으로 발열이 심해질 수 있겠죠. 이를 완화하기 위해서 저전력 설계와 공정 미세화, 배선 재료 개선 등이 활용되고 있는 겁니다.
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반도체 웨이퍼의 표면 결함이 전자 소자 성능 저하로 이어지는 이유는?
안녕하세요. 반도체 웨이퍼 표면 결함들은 전자의 이동 경로를 방해하기 때문에 산란을 시키게 됩니다. 이게 산란되면? 바로 전자 이동도가 감소하게 되는 것이죠. 전자이동도가 감소하면 소자의 전기적 특성 자체가 저하되게 됩니다. 결함 부위에서는 누설 전류가 발생하기 쉽기도 하고 소비 전력이 증가하기도 합니다. 그리고 국부적인 전기장 왜곡으로 신뢰성과 수명 또한 낮아지기 때문에 좋지 않은 것입니다.
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중국에 희토류가 많이 출토되는 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 중국에 희토류가 많은 간장 큰 이유는 일단 땅이 크니 있을 확률이 높고, 지질 조건도 좋기 때문입니다. 희토류가 농축되기 쉬운 환경을 가지고 있다고 합니다. 여기다가 규제가 별로 없으니까 환경이고 머고 대규모 개발해서 밀어붙였습니다. 정제 과정에서 까다롭고 오염이 심한데도 그냥 국가적 차원에서 밀어부치니 산업이 커진 것이죠.
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초전도체가 절대영도 근처에서 전기 저항이 사라지는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 초전도체에서는 온도가 매우 낮아지면 격자의 진동이 거의 사라지게 됩니다. 이 조건하에서는 전자 두 개가 약한 인력으로 묶인 쿠퍼쌍의 형태가 되죠. 쿠퍼쌍은 개별 전자와는 다르게 격자 결함이나 불순물에 의해 쉽게 산란되지 않기 때문에 전자들이 하나의 양자 상태처럼 집단전으로 움직이게 되면서 에너지 손실이 없어지는 현상을 보입니다. 그래서 전기저항이 0이 되는 초전도 상태가 되는 것입니다.
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산화, 환원 반응이 금속 부식과 방청 처리에 어떤 영향을 주나요?
안녕하세요. 산화 환원 반응 관점에 따라 많이 헷갈릴 수 있습니다. 금속에서의 부식의 경우 금속이 산화되어 전자를 잃는 반응을 말합니다. 이때 공기 중 산소와 물이 환원 반응을 일으키면서 산화를 지속적으로 촉진시키는 역할을 하는 것입니다. 이것을 지연시키거나 차단하기 위해서 방청 처리를 하면 산화 반응 자체를 차단하거나 늦출 수 있고, 도금 공정도 유사한 효과를 낼 수 있습니다.
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태양광 패널의 효율을 결정하는 주요 소재와 변환의 원리는?
안녕하세요. 태양광 패널들 보면 지구 지각에서 쉽게 구할 수 있는 원소 실리콘을 씁니다. 결정 구조가 균일할수록 전자 이동 손실이 줄어들기 때문에 효율이 높아지게 되요. 빛이 반도체에 흡수되면 전자와 정공 쌍이 형성되는데, 이를 PN 접합의 내부 전기장이 분리하면서 전기가 만들어지는 원리입니다. 이걸 광전효과라고 부르죠.
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복합소재의 섬유 배열 방향이 강도와 탄성에 미치는 영향은?
안녕하세요. 복합 소재는 다양한 소재를 복합한 형태의 소재를 말하는데, 주로 섬유를 집어넣어서 복합화 하는 경우가 많습니다. 복합소재는 섬유가 하중 방향과 나란할수록 인장강도와 탄성이 크게 증가할 수 있습니다. 근데 섬유 배열이 불규칙하거나 하중과 수직이라면 그 강도는 급격하게 낮아지게 되요.
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스텐리 텀블러를 선물받았는데요? 연마제 제거와 연마제 성분이 궁금합니다.
안녕하세요. 연마제의 경우 스테인리스 마감 시 남을 수 있는 미세 금속 불말과 오일 성분입니다. 그러다 보니 위생상 바로 사용하기 보다는 한 번 제거해 주는 것이 좋죠. 일반적으로 사용하는 방법이 키친타월에다가 식용유를 묻혀서 내부를 여러번 닦아 내면 검게 묻어 나오는 걸 볼 수 있습니다. 그 다음에 중성세제로 세척하고 베이킹소다로 한 번 더 헹구면 충분합니다.
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희토류를 생산할 때 방사성물질 등이 발생한다는 데 광물질 자체에 이러한 성분들이 함유되어서 그런것인지 궁금합니다.
안녕하세요. 희토류 광물 자체에 토륨이나 우라늄 같은 자연 방사선 원소들이 함께 섞여 있는 경우가 상당히 많습니다. 희토류의 경우 단독적인 광맥이 아닙니다. 그래서 이런 방사성 원소와 공존한 광석에서 추출이 되게 됩니다.이걸 분리하고 정제하고 하는 과정에서 강산이 필요한데, 이 과정에서 산성 폐수가 발생한다고 볼 수 있습니다.
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라듐 원소로 사용하는건 뭔가요? 궁금합니다.
안녕하세요. 라듐 요즘 참 말이 많습니다. 과거에는 시계나 계기판의 야광 페인트나 초기 암 치료 연구에도 활용이 되었습니다. 이 소재는 자연적으로 강한 방사선을 내뿜어 외부 전원 없이 빛나는 성질이 있었죠. 이게 근데 체내에 들어가면 칼슘처럼 뼈에 축적이 되어 버려서 심각한 건강상에 피해를 주게 됩니다. 이 위험성 때문에 많이 대체되고 있는 실정입니다.
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