다중강성 물질의 강유전성과 강자성 발현 원리 규명

조지영-김영민 교수 연구팀 성과

조지영 교수, 이성수 박사, 김영민 교수

다중강성 물질의 전기적 성질과 자기적 성질을 제어할 수 있는 방법이 발견돼 차세대 전자소자 개발에 한 걸음 다가섰다.

한국연구재단(이사장 조무제)에 따르면 조지영 광주과학기술원 교수, 이성수 박사과정, 김영민 성균관대 교수 연구팀은 다중강성 박막에서 강유전성과 강자성이 발현되는 원리를 규명했다.

다중강성은 강유전성과 강자성의 성질을 모두 가진다. 전기장을 형성하는 강유전성 물질은 컴퓨터 메모리칩, 캐패시터 등에 사용되고 자성을 띠는 강자성 물질은 하드디스크 자기헤드부터 전기제품의 모터까지 다양하게 활용된다.

연구팀은 다중강성 물질인 비스무스철산화물 박막의 산소원자 위치를 인위적으로 조절해 강유전성과 강자성을 동시에 제어할 수 있음을 밝혀냈다.

또 고품질 박막 제작 기술을 개발해 산소원자 위치를 조절할 수 있는 박막의 두께를 10배 이상 증가시켰고, 그 결과 강유전성과 강자성의 크기를 기존 대비 2배 이상 향상하는데 성공했다.

조지영 교수는 “지금까지는 수 나노미터 이하의 경계면 영역에서만 산소원자 위치 조절이 가능해 강유전성과 강자성의 측정이 어렵기에 전자소자로서 응용성이 떨어지는 한계가 있었다. 이 연구에서 강유전성과 강자성의 크기를 향상함과 동시에 제어하도록 해 다중강성의 물질의 응용 가능성을 크게 높였다”고 설명했다.