한국연구재단은 조지영 교수(광주과학기술원), 이성수 박사과정(광주과학기술원), 김영민 교수(성균관대학교) 연구팀이 다중강성 박막에서 강유전성과 강자성이 발현되는 원리를 규명했다고 8일 밝혔다.

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

보통의 물질들은 유전성과 자성 중 한 가지만 갖고 있는데, 2003년 상온에서 두 성질을 모두 갖는 다중강성 물질인 비스무스 철 산화물(BiFeO3) 이 발견됐다. 이를 사용해 새로운 개념의 소재와 전자소자를 개발하려는 노력이 전 세계적으로 활발하게 이뤄지고 있다. 그러나 비스무스 철 산화물(BiFeO3) 은 상온에서 높은 강유전성을 갖고 있지만, 강자성이 약하고 크기 제어가 어려운 단점이 있다.

연구팀은 다중강성 물질인 비스무스철산화물(BiFeO3) 박막의 산소원자 위치를 인위적으로 조절해 강유전성과 강자성을 동시에 제어할 수 있음을 밝혀냈다.

조지영 교수는 "지금까지는 수 나노미터 이하의 경계면 영역에서만 산소원자 위치 조절이 가능하여 강유전성과 강자성의 측정이 어렵기 때문에 전자소자로서 응용성이 떨어지는 한계가 있었다. 이 연구에서 강유전성과 강자성의 크기를 향상시킴과 동시에 제어 가능하도록 해 다중강성 물질의 응용 가능성을 크게 높였다"고 연구의 의의를 설명했다. 이용민 기자

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