부산대학교 도서관

마그넬리(Magneli)상 티타늄 산화물인 Ti₃O5는 514 K에서 β상에서 λ상으로 변화하며 절연체에서 도체로 변화하는 금속-절연체 전이(metal-insulator transition; MIT)를 보인다. Ti5O5의 MIT는 큰 저항 변화와 높은 열에너지 저장 특성을 동반하는 것으로 알려져있어 높은 응용성을 가지고 있다. 이러한 Ti₃O5의 전기적 혹은 열적 특성을 활용하기 위해선 균일한 시료의 합성과 상전이 온도의 제어가 우선되어야 한다. 본 연구에서는 아크 융해로(arc melting furnace)를 이용한 티타늄 환원법으로 Ti₃O5를 합성하였고, 그 구조를 탄소 환원법으로 제조한 Ti₃O5와 비교하였다. 또한, 티타늄 환원법을 이용해 Al이 도핑된 AlxTi₃−xO5를 합성하고 Al 도핑 비율에 따른 구조, 상전이 온도 및 잠열량을 확인함을 통해 아크 융해법이 Ti₃O5를 합성하고 상전이를 온도를 제어하는데 효과적인 합성법임을 확인하였다.
Ti₃O5 exhibits a metal-insulator transition (MIT) accompanied by a structural change from β- phase to λ-phase at 514 K. During the transition, Ti₃O5 demonstrates significant resistance changes and high thermal energy storage characteristics. To harness the beneficial characteristics of Ti₃O5, it is essential to develop a growth method that yields homogeneous samples and to control the phase transition temperature. In this study, we successfully synthesized high-quality β-Ti₃O5 and λ-AlxTi₃−xO5 polycrystalline samples using an arc melting method. Furthermore, the structural and physical properties of β-Ti₃O5 and λ-AlxTi₃−xO5 were investigated as a function of the Al doping ratio. Our results suggest that the arc melting method provides an effective way to synthesize high-quality Ti₃O5 and control the transition temperature of the MIT.