강유전체 분극 메커니즘…포스텍 연구팀이 규명

포스텍 첨단재료과학부-신소재공학과 장현명 교수와 석사과정 옥민애씨(25) 연구팀은 강유전체(전기장을 가하지 않아도 자연적으로 분극이 되는 물질)의 새로운 메커니즘을 규명했다고 18일 발표했다.

연구진은 인듐망가나이트(InMn??)가 오비탈(orbital · 확률적으로 존재하는 전자 위치를 추정하는 전자궤도 함수)이 꽉 차 있으면서도 분극 현상을 보이는 것을 밝혀냈다. 이 연구 성과는 피지컬 리뷰 레터스에 실렸다.

그동안 인듐망가나이트 등 자성과 강유전성을 동시에 갖는 강유전체의 분극 현상(양이온과 음이온이 다른 쪽으로 분리되는 현상)은 오비탈이 비어 있어 양이온과 음이온이 끼어 들어갈 틈이 있어야만 가능한 것으로 알려졌다. 연구진은 양자역학적 계산에 의해 인듐 원자의 오비탈에 작은 틈이 있어 오비탈이 비어 있지 않아도 이 틈을 통해 분극 현상이 일어날 수 있다는 점을 밝혀냈다. 강유전체는 현재 집적의 한계를 보이고 있는 D램 등 메모리반도체를 대체할 것으로 기대되는 차세대 메모리 F램의 주성분이다. 특히 전기장과 자기장을 이용해 분극 현상을 조절할 수 있어 새로운 비휘발성 메모리나 센서를 개발할 수 있을 것으로 기대되고 있다.