*** 유전상수 : 전기장이 주어졌을 때 물질이 전하를 상대적으로 어느 정도 저장할
수 있는가를 나타내는 척도이다. 따라서 유전체 재료는 일반적으로 전자정보를 저
장하는 메모리 소자에 활용될 수 있다.
□ 페로브스카이트(ABO3) 구조의 일부 유전재료에서 격자변형에 따라 상
유전성에서 강유전성으로 상전이 될 수 있음이 최근 이론계산 논문들
을 통해 보고되었다. 그 중에서도 SrMnO3 (SMO)는 격자 변형에 따라
강유전성뿐만 아니라 강자성으로의 다중상변이가 가능한 재료이며, 이
러한 두 강성의 강력한 조합은 차세대 다중메모리소자로써 활용 가능
성이 높은 재료로 각광받아왔다.
∘ 그러나 기존의 선행연구들에서 이러한 재료를 실험적으로 구현하였을
때, 격자 변형에 따른 큰 누설전류 및 구조적 결함 발생으로 인해 직
접적인 강유전성 및 유전상수의 확인이 어려웠다.
□ 본 연구팀은 이러한 한계점을 극복하기 위해 선택적 산소어닐링 방법
을 고안하여 적용하였고, SMO 박막에서 최초로 격자인장에 따른 상유
전성에서 강유전성으로의 상변이 및 이에 따른 유전상수의 단계적 조
절이 가능함을 실험적으로 확인하였다.
∘ SMO 박막보다 더 큰 격자상수를 갖는 스트론튬 탄탈륨 알루미늄
(LSAT) 기판을 기반으로 펄스드 레이저 증착법을 이용하여 결정질 박
막을 형성시킴으로써 SMO의 격자인장을 유도하였다. 또한 박막의 두
께를 조절함으로써 격자 인장률을 최대 2%까지 단계적으로 조절하였다.
∘ 나아가 SMO 박막 위 SrRuO3 보호층을 준비하고 고온의 산소분위기에
서 어닐링 진행 후 보호층을 제거하는 선택적 산소어닐링 방법을 고안
하여 이를 통해 SMO 박막의 한계점인 격자변형에 따른 큰 누설전류
및 구조적 결함을 해결하여 구조적으로 안정된 박막을 구현하였다.
□ 이상한 교수는 “이번 연구성과는 차세대 전자소자로 각광받고 있지만
아직 재료개발단계에 멈춰있는 멤커패시터 개발의 단초를 제공할 수