40. 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. 투명전극의 성능지수 Φ는 T¹⁰을 Rₛ로 나눈 값이며, 여기에서 T는 가시광선 영역의 빛의 평균 투과율, Rₛ는 면(面)저항을 의미한다. 불투명한 물질은 T가 0이며, 부도체는 Rₛ가 매우 크다. 전도체에서 전기가 잘 흐르는 이유는 전도체 안에 많은 자유전자가 있기 때문이다. 자유전자의 개수가 많아지면 Rₛ는 줄어들며, 이렇게 많은 자유전자는 가시광선 영역의 빛을 흡수하게 되어 T가 줄어들기 때문에, T와 Rₛ는 서로 양의 상관관계를 갖는다.
한편 이러한 상관관계는 단일 물질로 이루어진 투명전극의 두께 변화에 따른 T와 Rₛ 값들을 관찰해 보면 잘 확인할 수 있다. 투명전극의 두께가 두꺼워질수록 T가 지속적으로 줄어들며, 일정 두께 이상일 경우 0이 된다. 아래는 다양한 투명전극 후보 물질 M1M4의 두께(nm)에 따른 T와 Rₛ의 측정 결과로부터 성능지수 Φ(×10⁻⁴)를 정리한 표이다.
| M1 두께 | M1 Φ | M2 두께 | M2 Φ | M3 두께 | M3 Φ | M4 두께 | M4 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 Rₛ는 커진다.
ㄴ. 만약 두께가 9 nm로 동일한 M1과 M2가 같은 값의 T를 갖는다면, 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.
- ㄱ
- ㄴ
- ㄱ, ㄷ
- ㄴ, ㄷ
- ㄱ, ㄴ, ㄷ