초록 ▼

연구목표_국문
○ 신개념의 복합기능성 신물질 개발 및 새로운 물리 현상을 규명하며, 응집물질 물리 및 재료과학 기초 분야에 있어 획기적인 도약을 이루고, 미래형 소재 분야의 창의적 실용 지식을 창출함으로서, ‘국가미래과학기술전략’에 근거한 성장 동력 도출.
○ 전하기반의 반도체기술과 전자스핀 기반의 자기저장매체기술과 같은 기존의 단일기능성이 갖는 이분법적 특성을 뛰어넘는, 스핀-전하-궤도-격자 등과 같이 하나 이상의 물리 양들이 양자역학적으로 상호 결합된 복합기능성 물질을 개발하고, 이에 기인한 상호복합물성 및 다기능 현

연구목표_국문
○ 신개념의 복합기능성 신물질 개발 및 새로운 물리 현상을 규명하며, 응집물질 물리 및 재료과학 기초 분야에 있어 획기적인 도약을 이루고, 미래형 소재 분야의 창의적 실용 지식을 창출함으로서, ‘국가미래과학기술전략’에 근거한 성장 동력 도출.
○ 전하기반의 반도체기술과 전자스핀 기반의 자기저장매체기술과 같은 기존의 단일기능성이 갖는 이분법적 특성을 뛰어넘는, 스핀-전하-궤도-격자 등과 같이 하나 이상의 물리 양들이 양자역학적으로 상호 결합된 복합기능성 물질을 개발하고, 이에 기인한 상호복합물성 및 다기능 현상에 대한 근본 원리를 규명하며, 신개념의 신기능성 소재 기술로 응용 발전.
○ 응집물질 및 재료과학 기초 분야에 있어 세계 최고 수준의 연구 경쟁력을 확보.

연구개발내용
○ 21세기 과학기술 문명의 근간을 이루는 IT;정보기술, NT;나노기술, EET;에너지환경기술의 지속적인 발전에 기여하고, 나아가 새로운 와해성 (disruptive) 기술의 근거를 제시할 수 있는 신 개념의 기능성 신물질 및 새로운 물리 현상을 탐색 연구한다. 이를 위해 1) 나노측정 설비 확충 및 물질 개발-미시적 측정-나노 구조체 개발 체계 강화하고, 2) 상호 결합 복합 기능성 물질 개발 및 원리 규명, 3) 나노 박막 및 구조체 개발 및 원리 규명 등을 수행하였다.
○ 이를위해 1) 스핀-전하-궤도-격자 등이 상호 결합되어 나타나는 상호 결합 복합물성 물질 연구를 위하여 자기적 및 유전적 특성이 상호 결합하여 자전현상을 보이는 다기능성 다강 (Multiferroic) 물질과, 기능성 강상관계 물질 연구, 강력한 스핀-궤도 결합에너지로 인해 스핀-궤도 결합 스핀 상태를 갖는 상대론적 모트 상태 (Relativistic Mott state)의 5d 전이 금속 화합 물질 등에 대한 원리 규명을 하였으며, 2) 기능성 나노 박막 및 나노 구조체 개발 연구를 위해서 기능성 산화물 나노 박막 연구, 나노 구조체 연구, 기능성 자기 Multilayer 연구 등을 수행하였다.
○ 나노측정 설비 확충 및 물질 개발-미시적 측정-나노 구조체 개발 체계 강화를 위하여 미시적 분광 및 산란 측정 기반 구축, 나노 구조체 물질 성장 설비 강화, Nanoscope 측정설비 구축, 시료 합성 설비 강화 등을 수행하였다.

연구개발 성과
○ 자기 흡수 분광, 공명산란 설비 성능 향상 및 Home Lab. 분광 분석 장비 구축, UHV Laser MBE 시스템 구축, Nanoscope 측정설비 구축, 시료 합성 설비를 강화함으로써 물질 개발-미시적 측정-나노 구조체 개발 체계 강화하고,
○ LuFe₂O₄, Hexaferrites, TbMnO₃, BiFeO₃ 등의 다강 물질 등의 원리 규명, LaSr₂Mn₂O₇, Fe_1/4TaS₂, Sr₂FeMoO₆, PdRuO₂, (La,Sr)Pt₂Si₂ 등의 강상관계 물성 및 원리 규명, IrTe2 및 TI 물질 연구등을 수행하였고,
○ LAO/STO Heterostructure, DyFeO₃ 바막, Fe₂O₃ 박막 연구, 메탈 산화물 나노 구조체, 연구, MTJ를 비롯한 기능성 자기 나노 박막 구조체 연구를 수행하여 선도적인 연구 개발 성과를 이룩하였다.

활용 계획 및 기대효과 (응용분야 및 활용범위 포함)
○ 학문적효과: 1) 신물질 개발, 2) 새로운 물성 및 물리 현상에 대한 신지식 창출, 3) 새로운 소재 기술 도출 등을 통한 응집 물질 및 재료 과학 기초 분야에 있어 학문적 기여.
○ 산업기술적 효과: 응집 물질 및 재료 관련 기초/응용 과학의 원천 지식/기술 확보를 통한 ‘신성적 동력’ 산업의 지속적/획기적 발전과 선도적 국가 경쟁력 강화.
○ 사회적 효과: 신물질 연구 분야의 최고급 연구인력 및 ‘신성장동력’ 산업을 위한 전문인력 양성과 신물질 연구 분야의 글로벌 네트워크 구축.

(출처 : 한글요약문 4p)

Abstract ▼

Purpose
○ Understand physical mechanisms of novel functionalities induced from cross-coupled phenomena of spin-charge-orbital-lattice degrees of freedom and develope materials and systems leading to a revolutionary or disruptive technology.
Scientific: Develop new methodologies and fundamental

Purpose
○ Understand physical mechanisms of novel functionalities induced from cross-coupled phenomena of spin-charge-orbital-lattice degrees of freedom and develope materials and systems leading to a revolutionary or disruptive technology.
Scientific: Develop new methodologies and fundamental knowledges for the cross-coupled phenomena and contribute major impacts on the condensed matter and material sciences.
Technological & Social: Secure source-technologies by developing new conceptual functional nano-tech materials and unit-devices and build up world-leading research capabilities in the emergent materials and nano-tech research fields.

contents
○ Fundamental researches for development of new functional materials and novel physical phenomena that may revolutionize current technologies of IT as well as NT and EET (Energy & Environment Technology).
○ Our approache includes 1) build-up of intimately cooperative research environments of material synthesis and physical analysis techniques in both home-lab and the synchrotron/neutron based facilities, 2) developments of multifunctional/new functional materials and understanding of the origins and mechanisms of novel physical phenomena induced by cross-couplings of spin-charge-orbital-lattice degrees of freedom, and 3) realization of new nano-tech unit-devices with new and/or enhanced functionality by using in-situ epitaxial growth techniques and designing nano-scale unit-devices.
○ Our efforts, in particular, mainly focus on multiferroic materials and relativistic Mott systems, and investigate the microscopic information on the spin/charge/orbital orderings, electronic, and nanoscopic structures by using various synchrotron-based analysis techniques such as x-ray diffraction, scattering, photoemission, absorption, nano-scope, etc.

Developement results
○ Improvement of magnetic x-ray absorption and resonant scattering instruments, set-up the Home Lab photoemission spectroscopy and UHV Laser MBE system, Nanoscope, smaple growth facilities.
○ Verify the electronic and/or magnetic origins of multiferroic materials (LuFe₂O₄, Hexaferrites, TbMnO₃, BiFeO₃), functional correlated electron systems (LaSr₂Mn₂O₇, Fe_1/4TaS₂, Sr₂FeMoO₆, PdRuO₂, (La,Sr)Pt₂Si₂), and strong spin-orbit coupled systems (IrTe2 and TI materials)
○ Investigate the electronic and magnetic information on LAO/STO Heterostructure, DyFeO₃ films, Fe₂O₃ epi-films, metal oxide nano-structured materials, as well as functional magnetic multilayer systems.

Expected Contribution
○ Scientific: Contribute major scientific impacts on the condensed matter physics and material science communities by developments of new materials, physical knowledges, and device concepts.
○ Technological: Providing a firm base for developing new revolutionary and disruptive technologies and strengthen our industrial competitiveness for our economic growth in the next generation.
○ Social: Cultivate new young researchers with intelligence and talent, and play a leading role in the global research networks in the materials science.

(출처 : SUMMARY 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• 연구계획 요약문 ... 3
• 연구결과 요약문 ... 4
• 한글요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• 연구내용 및 결과 ... 6
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 9
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 14
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 32
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 33
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 34
• 7. 대표적 연구실적 ... 34
• 8. 참고문헌 ... 35
• 9. 연구성과 ... 35
• 10. 연구기자재 현황 및 활용 ... 56
• 11. 기타성과 ... 58
• 별첨1 대 표 연 구 성 과 ... 59
• 끝페이지 ... 65