페로브스카이트 구조의 비밀 풀다

2007.03.19 13:33
차세대 반도체 재료로 주목받고 있는 ‘페로브스카이트 금속산화물’의 물리적 성질이 국내 연구진에 의해 밝혀졌다. 성균관대 이재찬 교수팀과 이화여대 한승우 교수팀은 페로브스카이트 금속산화물의 가장 기본 결함인 ‘산소결함’의 구조와 전자적 특성을 밝혀 물리학 분야 세계 최고의 권위지 ‘피지컬 리뷰 레터즈’ 3월 16일자에 발표했다. 페로브스카이트 금속산화물은 부도체, 반도체, 도체의 성질은 물론 초전도 현상까지 보이는 특별한 구조의 금속산화물을 말한다. 다양한 물리성질을 갖고 있어 차세대 DRAM, 차세대 비휘발성 메모리재료, 연료전지 전극재료 등 중요한 분야에 응용되고 있다. 금속산화물은 금속이 산화돼 금속이온과 산소이온이 특정한 비율로 결합된 고체물질이다. 예를 들어 이번 연구 대상이었던 스트론튬타이타늄옥사이드(SrTiO3)은 스트론튬(Sr), 티타늄(Ti), 산소이온이 1:1:3의 비율로 구성된다. 그러나 실제로 산화물은 금속과 산소이온의 비율이 화학식처럼 정확하지 않고 산소이온의 비율이 낮다. 금속에 산소이온이 붙을 자리에 산소이온이 빠진 자리가 발생하기 때문인데 이를 산소결함이라고 부른다. 산소결함은 산화물의 물리적 성능에 크게 영향을 미쳐 산화물을 이용한 전자소자의 성능을 결정한다고 알려져 있지만 이에 대한 이해는 부족했다. 연구팀은 페로브스카이트 금속산화물 안의 산소결함은 서로 모인 집합체 형태로 발생되며 티타늄 이온을 중심으로 특정한 방향을 가진 일직선으로 배열된다는 사실을 발견했다. 또 전자들이 집합체에 강하게 포획된다는 사실을 발견했다. 한 교수는 “산화물 소재를 산업화하는 데 가장 큰 장애물이었던 신뢰성을 높이게 됐다”며 “다른 구조를 갖는 금속산화물의 산소결함에 대한 연구에서 기초를 놓았다”고 연구 의의를 설명했다.

메일로 더 많은 기사를 받아보세요!

이 기사 어떠셨어요?

댓글 0

작성하기

    의견쓰기 폼
    0/150