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강유전체 나노구조의 제조와 물성

전문가 제언: ○ 강유전체는 전자부품 및 소자 산업 등 다양한 분야에 오랜 기간 동안 이용되어 온 재료이다. 이것은 강유전체 재료가 가지는 많은 특성에 기인한다. 벌크재료에서 후막, 박막, 최근에는 나노구조에 대한 강유전체의 물리적 특성을 규명하고 이를 각 소재 및 소자에 응용하기 위한 연구가 진행되어 왔다.

○ 최근 디바이스는 이동기기의 급속한 발전과 소형화가 진행되고 있으며, 복수 부품을 하나의 칩에 직접하는 원칩화 경향이 많이 있다. 따라서 강유전체 나노구조 제조와 디바이스 응용분야는 매우 큰 성장 잠재력을 가지고 있다. 또한 MEMS 기술에 응용할 수 있는 디바이스가 실현된다면 큰 시장을 형성할 것이다.

○ 강유전체의 주요 특성인 압전성, 초전성, 고유전율, 분극반전특성, 전기광학특성 등이다. 그러나 나노크기의 강유전체 물질은 벌크재료와 다른 현상이 나타나며, 관찰된 현상은 강유전체 물질 뿐만 아니라 기판, 전극, 계면 효과까지 고려하여 해석하여야 하기 때문에 이를 위한 새로운 연구와 기법이 필요하게 되었다.

○ 나노물질의 경우 제조법에는 다양한 방법이 제안되어 있다. 물성연구에서는 크기와 두께 등이 어느 이하로 작게 되면 물질의 고유 특성을 잃게 되는 현상인 사이즈효과(size effect)에 대하여 많이 발표되고 있다. 이 논문에는 강유전체의 3차원적 구조체의 전기적 특성과 사이즈에 대한 연구에 압전응답현미경을 이용하였다. 특히 전압이력곡선을 관찰하여 강유전성의 유무나 압전정수를 직접 평가할 수 있었다.

○ 국내에서도 강유전체 박막제조, 물성 및 응용에 대한 연구가 수행되어 문헌이 발표되고 있다. 그러나 나노크기 물질에서 나노구조체의 물성이나 사이즈효과에 대한 연구가 적은 편이다. 향후 새로운 해석기법을 이용한 강유전체 물성에 대한 기초적인 연구에 많은 관심이 있기를 기대한다.

저자: Masaru SHIMIZU
자료유형: 학술정보