초록 ▼

1. 상관 산화물 이온닉스 :
• 모델 물질인 BCFO 고체 내의 산소결핍 이송성을 측정
• 400 °C 이하의 저온에서도 기존 최적화 물질의 고온 전도성과 비견
• 광학적 대비에 근간한‘가시화 및 정량화’기법을 적용
• 진일보한 이온 수송성 측정 기법을 개발
• 이온의 유체적 거동에 주목하여‘상관이온용액론’이라는 새로운 관점 제시
• 새로운 접근법과 원리에 기반하여, 높은 결함 이동도를 보이는 이온수송 BCFO 원천물질 발굴
• 비휘발성 정보저장 및 고체연료전지 연구에 큰 돌파구
2. 강

1. 상관 산화물 이온닉스 :
• 모델 물질인 BCFO 고체 내의 산소결핍 이송성을 측정
• 400 °C 이하의 저온에서도 기존 최적화 물질의 고온 전도성과 비견
• 광학적 대비에 근간한‘가시화 및 정량화’기법을 적용
• 진일보한 이온 수송성 측정 기법을 개발
• 이온의 유체적 거동에 주목하여‘상관이온용액론’이라는 새로운 관점 제시
• 새로운 접근법과 원리에 기반하여, 높은 결함 이동도를 보이는 이온수송 BCFO 원천물질 발굴
• 비휘발성 정보저장 및 고체연료전지 연구에 큰 돌파구
2. 강유전체에서의 위상학적 결함 :
• 변형구배에 의해 강제되어 양자화된 강유전 위상 상태 구현
• 비국소적(non-local) 강유전 스위칭에 의해 위상 상태를 조정
• 고분해능 각도-분해형 PFM 및 위상수 분석법을 개발
• ‘강유전 위상 결함 메모리’라는 신개념의 정보 저장 매체 제시

(출처 : 보고서 요약서 3p)

Abstract ▼

□ Purpose
We elucidate the role of strain gradient enabling topological textures in ferroelectrics, providing an unprecedented view of electrically ordered media. We create a mobile topological defect in one-dimensional chain by constraining the domain wall chirality at two ends and investigate t

□ Purpose
We elucidate the role of strain gradient enabling topological textures in ferroelectrics, providing an unprecedented view of electrically ordered media. We create a mobile topological defect in one-dimensional chain by constraining the domain wall chirality at two ends and investigate their dynamic properties. We compare topological entities in uniform and curved media, and configure the topological invariant in nanoscale ferroelectrics subject to strain gradients in an electric way. In addition, we perform real-time visualization of oxygen vacancy migration and observe the concentration and dynamical variables of defects, thereby finding the original new materials and control techniques regarding oxygen vacancy migration.

□ contents
Topological and ionic defects in matter have been a topic of intense interest in contemporary condensed matter physics. In particular, vortices and skyrmions in ferroic materials and oxygen vacancies have received considerable attention not only due to fundamental interests on quasi-particles and unique physical properties but also due to the potential for a wealth of technological applications regarding information and energy.

We propose new ideas for the generation of electric vortices due to the flexoelectric effect and the domain wall chirality in nanostructures imposed by large strain gradients and the deterministic adjustment of the topological number through non-local ferroelectric domain switching. In order to measure topological defects, we adopt the high-sensitive/high-throughput angle-resolved PFM method that visualizes the piezoelectric response vector with spatial resolution of ~ 10 nm and other complementary imaging techniques.

In addition, we perform real-time observations of oxygen vacancy migration in electric fields and acquire local defect concentration by non-contact optical techniques, thereby providing new detection and control techniques for oxygen vacancy migration. We determine kinetic and thermodynamic information on oxygen vacancy mobility, diffusion, and activation barrier by observing the oxygen vacancy concentration distribution in real time with spatial and temporal resolution. We pioneer the field of defectronics by the discovery of ultra-high-speed ionic conductors and their dynamic controls.

□ Developement results
1. Creation and control of mobile topological defects by strain gradients.
2. Deterministic configuration of the topological invariant on curved ferroic nanostructures.
3. Real-time observation of oxygen vacancy distribution to determine kinetic information.
4. Finding ultra-high-speed oxygen ionic conductors with a drift velocity of 1 mm/sec or more.
5. Verification of a new super-ionic conduction mechanism : Correlative fluidic ionics
6. Injection, transfer, disposal, and removal of mobile defects : The emergence of defectronics.
7. Development of new conceptual information storage/processing devices and energy materials.

□ Expected Contribution
▷ We leadingly elucidate the role of strain gradient in creating topological defects in ferroelectrics and contribute to the continued development of the information society.

▷ Oxygen vacancy migration at the fast velocity of ~1 mm/sec is an epoch-making discovery beyond the existing limitations and has a significant impact on a wide range of oxygen-vacancy related research and applications.

(출처 : SUMMARY 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 국문요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• 목차 ... 6
• 1. 연구개발 목표 및 내용 ... 7
• 가. 최종목표 ... 7
• 나. 단계목표(당초목표 및 수정․보완 목표) ... 7
• 다. 당초 목표의 수정․보완(중요 연구변경) 사유 ... 8
• 라. 1단계 연차별 연구목표 및 내용 ... 9
• 2. 연구 추진전략 및 방법 ... 10
• 가. 주요 연구 내용 및 필요성 ... 10
• 나. 연구의 추진전략 ... 11
• 다. 연구의 방법 ... 12
• 3. 주요 연구개발결과 ... 14
• 가. 계획대비 달성도 ... 14
• 나. 대표적 연구업적 ... 25
• 다. 현 단계 달성된 연구결과의 세계적 연구 위상 ... 26
• 라. 기타 계획하지 않은 연구성과 ... 27
• 마. 연구역량 향상 정도 ... 28
• 바. 세계적 연구리더로서 연구책임자의 성장 정도 ... 29
• 4. 연구수행에 따른 문제점 및 개선방향 ... 29
• 5. 연구개발성과 현황 ... 30
• 6. 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구시설․장비 현황 ... 45
• 7. 기타사항 ... 45
• 끝페이지 ... 46