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용액화학을 이용한 유전체 단결정의 합성과 집적

전문가 제언: ○ 세라믹 재료를 합성하는 방법은 일반적으로 건식(break down)법과 습식(build up)법으로 나눈다. 이 중에서 건식법은 주로 금속산화물을 이용하여 섞는 방식이나, 나노 크기의 입자를 만들 수는 없다. 한편 습식법은 공침법, 가수분해법, 졸겔법 등 다양한 방법이 이미 개발되어 있다. 이들은 모두 출발물질이 용액상태이고, 최근에 나노 입자를 합성하는 방법으로 많이 이용되고 있다. 본 논문은 이 습식법을 용액화학이라부르고, 이 방법에 의해서 합성한 유전체 단결정을 소개하고 있다.

○ 모바일 전자기기는 소형·경량화 및 고기능화하는 방향으로 발전하고 있다. 이와 같은 추이에 맞추어 전자 디바이스에 사용되는 세라믹스 재료는 새로운 기능이 요구된다. 특히 지금까지 사용해 온 벌크, 후막 형태에서 박막으로 전환되고 있는 추세이다. 이에 부응하려면 원료조성 뿐 만 아니라 재료가 가진 결정구조의 정밀제어 기술이 필요하다.

○ 한편 나노미터 크기의 미소입자 하나하나가 독립된 단결정으로 존재할 때에 나노 결정으로 정의한다. 이 나노 결정으로 이루어진 미소분말은 특이한 성질을 가지고 있는 것으로 알려지고 있다. 이 현상을 기능성 세라믹스의 합성을 이용하여 박막형태로 만들고, 새로운 전자 디바이스에 응용하는 방안을 시도하고 있다. 그러나 제조과정에서 나타나는 응집상태를 제어하는 것은 어렵고, 미세분말을 소결하여 치밀한 세라믹스를 합성하기 위해서는 많은 기술적인 과제가 남아있다.

○ 우리나라에서는 1980년대부터 기능성 세라믹스 재료를 습식법으로 합성하는 실험이 진행되었다. 이때 건식법에 비해서 기능이 훨씬 우수한 재료를 합성할 수 있다는 사실은 증명되었으나 제조비용이 비싸고, 제조공정 중에 폐수가 대량 생성되는 등의 단점이 있어서 산업화되지는 못했다. 그러나 나노기술의 발전과 함께 다시 관심이 모아져서 대학교 또는 연구소에서 다양한 연구가 진행되고 있다. 앞으로 박막기술의 발전과 함께 더욱 활성화 될 것으로 예상된다.

저자: Kazumi Kato
자료유형: 학술정보