1. 반도체 :반도체 재료에서, 결함은 밴드 갭 내에서 국소화 된 에너지 상태를 생성하여 재료의 전기적 특성을 변경할 수 있습니다. 이것은 반도체 장치 기술의 기초이며, 특정 결함 또는 도펀트가 반도체의 전도도, 캐리어 농도 및 전자 특성을 제어하기 위해 의도적으로 도입되는 반도체 장치 기술의 기초이다. 엔지니어링 결함을 통해 트랜지스터, 다이오드, 태양 전지 및 기타 필수 전자 구성 요소를 만들 수 있습니다.
2. 발광 및 포스포르 :결함은 재료의 발광 중심으로 작용하여 자외선 또는 전류와 같은 에너지 원에 노출 될 때 특정 색상의 빛을 방출 할 수 있습니다. 이 특성은 형광 및 LED 조명, 컬러 필터 및 의료 이미징을 포함한 다양한 응용 분야에서 악용됩니다. 결함을 조작함으로써 방출 파장, 강도 및 발광의 지속성을 제어 할 수 있습니다.
3. 자기 재료 :결함은 비자 성 물질에 자기 모멘트를 도입하거나 기존 자기 재료의 자기 특성을 수정할 수 있습니다. 이 현상은 결함으로 인한 자기 자성으로 알려져 있으며 자기 기록 매체, 스핀 트로 닉스 및 새로운 자기 재료의 개발에 적용됩니다. 결함을 제어함으로써 강압, 퇴직 및 감수성과 같은 자기 특성을 조정할 수 있습니다.
4. 광촉매 :결함은 물질의 광촉매 활성을 향상시킬 수 있으며, 여기에는 광 에너지를 화학 에너지로 전환하는 것을 포함합니다. 결함을 도입함으로써, 우리는 조명의 흡수와 후속 화학 반응을 용이하게하는 재료 표면에 활성 부위를 만들 수 있습니다. 이것은 물 분할, 오염 물질 분해 및 태양 연료 생산과 같은 응용에 중요합니다.
5. 배터리 재료 :결함은 배터리 재료, 특히 리튬 이온 배터리에서 중요한 역할을 할 수 있습니다. 특정 결함은 리튬 이온의 삽입/탈인 교환 동역학을 개선하고 배터리의 순환성과 수명을 향상 시키며 전압 히스테리시스를 줄일 수 있습니다. 결함을 제어함으로써 배터리 효율, 용량 및 수명을 최적화 할 수 있습니다.
6. 센서 및 가스 감지 :결함은 특정 가스, 증기 또는 화합물을 감지하기 위해 매우 민감한 센서를 생성하는 데 사용될 수 있습니다. 결함은 표적 분자와 선택적으로 상호 작용하는 활성 부위로서 작용하여 전기 특성, 광학 특성 또는 기타 측정 가능한 파라미터의 변화를 초래한다. 이를 통해 다양한 응용 분야를위한 가스 센서, 화학 센서 및 바이오 센서를 개발할 수 있습니다.
이들은 결함이 어떻게 불활성 재료를 유용하고 활성 재료로 변환 할 수 있는지에 대한 몇 가지 예일뿐입니다. 결함을 이해하고 제어함으로써 재료 과학자와 엔지니어는 새로운 기능과 속성을 잠금 해제하여 혁신적인 기술 및 응용 프로그램을위한 길을 열 수 있습니다.
