#40 해설
2023년 LEET 추리논증
문제 번호 선택
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문제 번호 선택
다음으로부터 추론한 것으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로
고른 것은?
투명전극은 투명 디스플레이와 태양광 전지를 포함해 많은 전자
및 에너지 소자에 필수적인 소재이다.
투명전극으로 사용할 수
있는 물질은 가시광선 영역의 빛을 일정량 투과시켜야 하며,
이와 동시에 전기가 잘 흐르는 전도체의 성질을 가져야 한다.
투명
전극의 성능지수 Φ는 T¹⁰을 R_S로 나눈 값이며, 여기에서 T는
가시광선 영역의 빛의 평균 투과율, R_S는 면(面)저항을 의미한다.
불투명한 물질은 T가 0이며, 부도체는 R_S가 매우 크다.
전도체
에서 전기가 잘 흐르는 이유는 전도체 안에 많은 자유전자가 있기
때문이다.
자유전자의 개수가 많아지면 R_S는 줄어들며, 이렇게
많은 자유전자는 가시광선 영역의 빛을 흡수하게 되어 T가 줄어
들기 때문에, T와 R_S는 서로 양의 상관관계를 갖는다.
한편 이러한 상관관계는 단일 물질로 이루어진 투명전극의 두께
변화에 따른 T와 R_S 값들을 관찰해 보면 잘 확인할 수 있다.
투명전극의 두께가 두꺼워질수록 T가 지속적으로 줄어들며, 일정
두께 이상일 경우 0이 된다.
아래는 다양한 투명전극 후보 물질
M1~M4의 두께(nm)에 따른 T와 R_S의 측정 결과로부터
성능지수 Φ(×10⁻⁴)를 정리한 표이다.
| M1 | M2 | M3 | M4 | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 두께 | Φ | 두께 | Φ | 두께 | Φ | 두께 | Φ |
| 8 | 6 | 4 | 5 | 4 | 25 | 32 | 11 |
| 9 | 11 | 5 | 10 | 9 | 35 | 45 | 181 |
| 10 | 9 | 6 | 11 | 14 | 24 | 58 | 504 |
| 11 | 8 | 7 | 6 | 18 | 16 | 70 | 362 |
| 12 | 3 | 9 | 3 | 38 | 3 | 84 | 49 |
<보 기>
ㄱ. Φ가 0이 아닐 때, 투명전극의 두께가 얇아지면 R_S는 커진다.
ㄴ. 만약 두께가 9 nm로 동일한 M1과 M2가 같은 값의 T를
받는다면, 이때 M2가 M1보다 전기가 잘 통한다.
ㄷ. 표의 측정값에 한정하여 가장 성능 좋은 투명전극 물질을
찾을 경우, 두께 30 nm 미만에서는 M3를 선택할 것이고,
30 nm 이상에서는 M4를 선택할 것이다.
① ㄱ ② ㄴ ③ ㄱ, ㄷ
④ ㄴ, ㄷ ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ
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