관련 통계자료 다운로드 페로브스카이트 구조 적층세라믹 캐패시터(MLCC)의 재료의 열화현상을 개선하고 차세대 DRAM 반도체의 고유전율 캐패시터 재료를 개발하는 데 응용할 수 있는 기초 현상이 국내 연구진에 의해 밝혀졌다.
성균관대 이재찬교수 연구팀은 이화여대 한승우 교수팀과 공동으로 금속 산화물 단결정 스트론튬타이타늄옥사이드(SrTiO3) 내에 존재하는 산소결함(산소 빈자리)들은 특정한 방향으로 배열되는 집합체를 이루고 이를 통해 금속산화물 내에 존재하는 전자들은 산소결함 집합체에 강하게 포획된다는 것을 규명했다고 19일 밝혔다. 이 내용은 물리학분야에서 세계 최고 권위지인 피지컬 리뷰 레터즈(Physical Review Letters)에 16일 기재됐다.
이번 연구에 대상물질인 스트론튬타이타늄옥사이드(SrTiO3)는 페로브스카이트 구조의 대표적인 물질이며 이 같은 구조를 갖는 금속산화물은 전기를 통하지 않는 절연체 성질로부터 반도체 성질 및 전기를 통하는 금속의 성질뿐만 아니라 초전도 현상을 보여주는 다양한 물리적 성질을 갖고 있어 다양한 분야에 응용된다. 산화물에서 산소빈자리는 가장 기본적인 결함으로 산화물의 물리적 성질이 나아가 산화물을 사용한 전자소자의 성능, 신뢰성 결국에는 산업화 성공여부에 커다란 영향을 미쳐왔으나 산화물 내의 산소빈자리에 대한 정확한 이해 및 이를 바탕으로 한 물리적 성질의 이해는 이루어 지지 않았다.
이재찬 교수는 “이번 결과물로 향후 산화물을 사용하는 전자소자의의 성능 향상 및 산업화의 가장 걸림돌인 신뢰성 향상에 기여하게 될 것”이라며 “MLCC의 열화현상 개선, D램의 캐패시터 누설전류 최소화, 연료전지용 고체 전해질 산화물의 개발 등에 이론적인 배경을 제공할 것으로 기대한다”고 밝혔다.
용어설명:페로브스카이트 구조는 Sr과 Ti 및 산소이온이 1:1:3의 비율로 구성되어 결합된 구조로 정육면체의 모서리에 Sr, 한가운데에 Ti 그리고 정육면체의 면에 산소이온이 배열되어 있으며 (그림에서 완전 결정) 비단 특정 금속원자 Sr과 Ti 만이 아니라 다른 금속원자도 산소이온과 결합하여 위와 같은 배열을 갖는 정육면체 구조를 말한다.
유형준기자@전자신문, hjyoo@
