□  다중강성 물질의 전기적 성질과 자기적 성질을 제어할 수 있는 방법이 발견되어 차세대 전자소자 개발에 한걸음 다가갔다. 조지영 교수(광주과학기술원), 이성수 박사과정(광주과학기술원), 김영민 교수(성균관대학교) 연구팀이 다중강성 박막에서 강유전성과 강자성이 발현되는 원리를 규명했다고 한국연구재단은 밝혔다.

 

□  다중강성은 강유전성과 강자성의 성질을 모두 갖는 성질이다. 전기장을 형성하는 강유전성 물질은 컴퓨터 메모리칩, 캐패시터 등에 사용되고, 자성을 띠는 강자성 물질은 하드디스크 자기헤드부터 전기제품의 모터까지 다양하게 활용된다. 두 가지 성질을 모두 가진 다중강성은 신개념 소재 및 소자로 개발될 것으로 기대되며 연구가 활발히 이루어지고 있다.

 

□ 연구팀은 다중강성 물질인 비스무스철산화물(BiFeO3)* 박막의 산소원자 위치를 인위적으로 조절하여 강유전성과 강자성을 동시에 제어할 수 있음을 밝혀냈다.

       * BiFeO3 : 가장 많이 연구되고 있는 다중강성 재료 중의 하나. 박막 형태일 때 상온에서 다중강성을 보이며 특히 매우 큰 강유전성을 가진다고 2003년 보고됨. 이러한 특수한 성질 덕분에 차세대 메모리 재료에서 중요한 후보로 기대되고 있음.

□  또한 고품질 박막 제작 기술을 개발하여 산소원자 위치를 조절할 수 있는 박막의 두께를 10배 이상 증가시켰고, 그 결과 강유전성과 강자성의 크기를 기존 대비 2배 이상 향상시키는 데 성공하였다.

 

□  조지영 교수는 “지금까지는 수 나노미터 이하의 경계면 영역에서만 산소원자 위치 조절이 가능하여 강유전성과 강자성의 측정이 어렵기 때문에 전자소자로서 응용성이 떨어지는 한계가 있었다. 이 연구에서 강유전성과 강자성의 크기를 향상시킴과 동시에 제어 가능하도록 하여 다중강성 물질의 응용 가능성을 크게 높였다”고 연구의 의의를 설명했다.

 

□  이 연구는 포항 가속기연구소 구태영 박사, 성균관대학교 김윤석 교수, 광주과학기술원 조병기 교수, 울산과학기술원 이준희 교수 등과 공동으로 진행됐다.

 

□  이 연구는 한국연구재단 이공학 개인기초연구지원사업(교육부 소관), 미래소재디스커버리사업 및 국가전략프로젝트(과학기술정보통신부 소관), 포스코청암재단 청암과학펠로십, 양자전자소재은행 등의 지원으로 수행되었다. 재료과학분야 국제학술지 어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈(Advanced Fuctional Materials)* 3월 26일에 게재되었고, 표지논문(Frontispiece)으로 선정되었다.

      * 어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈(Advanced Fuctional Materials) : 독일의 와일리(Wiley)에서 발간하는 오랜 역사와 권위를 인정받는 국제학술지. 영향력지수(impact factor) 12.12.