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최근의 유전체 박막 연구와 응용

전문가 제언: ○ 결정학적 측면에서 보면 압전성이나 강유전성은 유전체라는 큰 카테고리 안에 속한다. 다시 말하면 유전체 재료는 유전특성 뿐 만 아니라 압전성 또는 강유전성을 가지고 있다. 이 때문에 재료과학에서 유전체나 압전체는 거의 함께 연구되는 경향이다. 특히 이 분야에 대한 연구가 거듭될수록 유전체에 대한 새로운 특성이 밝혀지고 있다.

○ 다양한 전자세라믹스 중에서 유전재료나 압전재료에 대한 연구가 주목받고 있는 이유는, 본 논문에서 소개한 바와 같이 응용분야가 앞으로 크게 확대될 것으로 예상하기 때문이다. 즉 가정용 전자기기, 사무기기, 자동차 등의 운반기기 뿐 만 아니라 의료용 진단기나 로봇 등, 초정밀기기의 각종 디바이스에 응용될 것이다.

○ 특히 전자기기가 소형·고성능화되면서, 사용되는 재료는 벌크형, 후막형, 박막형으로 순으로 형태가 바뀐다. 이 현상은 디바이스의 소형화에는 기여할 지 모르나, 유전특성 또는 압전특성은 오히려 열악해진다. 한편 유전체 박막이 개발되면서 회로 내에 들어가는 반도체 또는 집적회로용 커패시터로 용도가 크게 확대되고 있다. 이 논문은 유전체 박막을 이용한 반도체용 커패시터를 주로 다루고 있다.

○ 유전특성을 향상시키기 위해서 재료의 성분 조성을 바꾸는 방법 외에, 최근에는 재료의 미세구조나 결정구조를 변경하는 기술을 연구하고 있다. 즉 결정립을 이루고 있는 도메인을 나노 크기로 합성하는 방법이 나 자기장을 이용하거나 화학적 합성법을 이용하여 결정구조를 변경하여 배향방향을 바꾸는 이른바 조직제어기술을 이용하기도 한다.

○ 우리나라는 세라믹 커패시터의 대량 생산국이며, 40년 이상의 생산 경험을 가지고 있다. 그 동안 축적된 기술을 활용하면 새로운 강유전체 또는 압전체의 개발도 가능하리라 본다. 앞으로 시장이 크게 확대될 것으로 예상되는 이 분야에 더욱 많은 투자와 노력이 필요하다.

저자: Masanori Okuyama
자료유형: 학술정보