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토호쿠대학(東北大學) 금속재료연구소 연구그룹이 ‘정전부유법(静電浮遊法)’을 이용하여 액체 실리콘(Si)을 충분히 과냉각시킨 상태를 실현하고, 이를 고화(固化)함으로써 비정질 Si이 생기는 것을 발견함. 또한 이 과냉각 액체 Si 및 비정질 Si의 관계가 ‘준안정 상간의 1차 상전이’인 것을 밝혀냄. 연구진은 정전기를 이용한 ‘정전부유법’을 통해 과냉각 액체 Si의 연구를 진행해 왔으며, 관련 장치를 이용하여 액체 Si의 온도 변화를 측정함. 액체 Si의 온도를 융점으로부터 300℃ 이상 낮추면, 비정질 Si이 형성되는 것을 알 수 있었으며, 본 연구에서 사용한 시료 제작 방법에서는 고화 시 발생하는 잠열을 차단할 수 없어 시료 중의 비정질 비율은 10% 미만으로 그치고 있음. 그러나 과냉각 액체 Si를 이용하면, 직접 비정질 Si을 얻을 수 있어 향후 재료 개발의 지침이 될 것이라 예상됨. 액체 Si의 과냉각 상태를 쉽게 실현하고 잠열을 제거 할 수 있게 되면, 과냉각 액체 Si를 이용하여 비정질 Si를 양산할 수 있게 됨으로써 리튬 이온 전지 전극 재료의 성능 고도화에 공헌할 것으로 기대됨. 본 연구 성과는 ‘Applied Physics Letters’ (Phase relation between supercooled liquid and amorphous silicon)에 게재됨.