[고체물리 002] Introduction

[출처] ic-resources. 고체물리는 현대 반도체 산업의 기본이되는 학문이다.

 

 

 

 

먼저 "고체물리"가 무엇이고 "왜 고체물리가 중요한지?"에 대해 한번 생각해봅시다.

 

 

1. 응집물질물리

 

응집물질물리(Condensed Matter Physics)란 우리 주변에서 관찰 가능한 고체, 액체 등의 아주 많은 수의 입자로 구성된 물질에서 관측 가능한 물리 현상을 설명하는 학문이라고 보시면 됩니다. 

 

응집물질물리의 가장 큰 특성은 많은 입자들이 아주 가까이 모여서 서로 상호작용(주로 전자기적 작용)을 강하게 하구요. 이러한 상호작용 때문에 아주 신기한 현상들이 나타나게 됩니다. 예를 들면 유리는 투명한데 금속은 불투명하다던지 (광학적 성질), 금속은 전기를 잘 통하게 한다던지 (전기적 성질), 다이아몬드는 단단하지만 고무는 물렁물렁한 (기계적 성질) 것들이 바로 이런 현상이 되죠. 즉 입자들의 상호작용에 의해 물질의 특성이 결정되고, 이를 물리적으로 설명하는 것이 바로 응집물질물리입니다.

 

이와는 다른 범주로는 입자들의 상호작용을 무시할 수 있는 이상기체(Ideal Gas)가 있습니다.

 

 

2. 고체물리

 

고체물리(Solid State Physics)는 이러한 응집물질물리에서 특별히 고체 부분만 다루는 학문인데요. 그 이유는 "고체"라는 형태가 우리가 실생활에서 활용하기도 쉽고, 유용하며, 물리적인 현상을 이론적으로 설명하는데 더 정확하기 때문이죠. 게다가 현대 산업의 중심 축 중의 하나인 반도체 산업은 대부분 이 고체물리라는 학문을 기반으로 발전해왔습니다.

 

 

3. 왜 중요한지?

 

고체물리라는 학문이 왜 중요한지에 대해서는 여러가지 이유들이 있겠지만, 크게 아래 다섯가지 이유가 있습니다.

 

1) 우리 주변의 대부분의 물질을 구성하고 있다.

2) 실생활에 활용성이 높다. 

3) 다른 학문과도 관련성이 높다.

4) 관찰 가능한 수준에서 일어나는 현상이다.

5) 실험실 수준에서 구현 가능하다.