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페로브스카이트형 착산화물의 박막

전문가 제언: ○ 착산화물의 화학식이 RMX3로 표시되는 것은 페로브스카이트형 구조를 형성한다. 입방정계에 속한 구조가 이상형이다. 화학단위 RMX3 1개를 단위격자 내에 포함한다. R은 단순 입방격자를 만든다. 입방체의 중심에 M이 위치하고 면 중심 위치에 X가 존재한다. M에는 6개의 X가 정 8면체를 이룬다. R에는 12개의 X가 배위한다.

○ 이상형을 가지는 입방정계는 드물다. 대부분의 착산화물은 약간 뒤틀어진 입방정계, 단사정계, 사방정계, 6방정계로 되어 있다. 페로브스카이트 CaTiO3 는 상온에서 단사 또는 사방구조의 뒤틀린 격자를 가지고 있다. BaTiO3은 고온에서 입방정계의 이상형을 나타낸다. KNbO3, BaSnO3, CaZrO3, SrCeO3 등도 여기에 속한다.

○ 산화물 SrTiO3을 환원하거나 Sr을 소량의 Ba이나 Ca으로 치환하면 전도성을 나타낸다. Sr을 약 10% Ba이나 Ca으로 치환하면 0.2K에서 초전도성이 된다. BaPb1-xBixO3에서 Bi농도 x=0.25에서 13K인 비교적 고온에서 초전도체로 된다. YBa2Cu3O7-y에서 O조성이 7에 가까운 것이 최고의 임계온도(95K)를 가지는 초전도체이다.

○ 착산화물은 페로브스카이트 구조를 하고 있다. 고온초전도는 사방정계에서 나타나며 입방정계에서는 나타나지 않는다. YBCO에 대한 단결정 구조는 오래전에 해명되었다. 이들 화합물의 박막성장에 대한 연구도 활발하게 진행되고 있다. 초전도 물성을 유지하는 박막성장이 이 연구의 핵심 과제이다.

○ 전이금속을 함유하는 다 성분계열 산화물의 구조는 매우 복잡하다. 금속원소의 약간의 변화로 구조 변형을 유발한다. 이로 인하여 산소조성에 변화를 가져온다. 산소조성은 결정내의 전자밀도를 증감하는 원인이 된다. 초전도 현상도 전자밀도의 영향을 많이 받는다. 이 논문은 착산화물의 박막제조에 관한 가능성을 소개하는 수준이다.

저자: Hanns-Ulrich Habermeier
자료유형: 학술정보