초록 ▼

□연구개요
본 연구에서는 페로브스카이트 구조를 가지고 있는 전이금속 산화물 에피-박막이종적층구조에서 내부 산소팔면체 구조를 제어함으로써, 자연계에 존재하지 않는 새로운 물리 현상을 탐색/발견하거나 우수한 물성을 나타내는 신물질을 인공적으로 합성/구현하고자 하였다. 구체적으로는, 펄스레이저 증착법을 이용하여 페로브카이트 CaTiO₃, RNiO₃ (R = La, Nd) 에피-박막을 합성하고, 다양한 실험 기법들을 이용하여 성장된 박막의 물리적 특성들을 측정하였다. 더 나아가, 강유전 자발 분

□연구개요
본 연구에서는 페로브스카이트 구조를 가지고 있는 전이금속 산화물 에피-박막이종적층구조에서 내부 산소팔면체 구조를 제어함으로써, 자연계에 존재하지 않는 새로운 물리 현상을 탐색/발견하거나 우수한 물성을 나타내는 신물질을 인공적으로 합성/구현하고자 하였다. 구체적으로는, 펄스레이저 증착법을 이용하여 페로브카이트 CaTiO₃, RNiO₃ (R = La, Nd) 에피-박막을 합성하고, 다양한 실험 기법들을 이용하여 성장된 박막의 물리적 특성들을 측정하였다. 더 나아가, 강유전 자발 분극, 금속-절연체 상전이, 밴드 갭 조절과 같은 관측된 발현 물성들을 바탕으로 다기능성 신소자를 개발하고자 하였다.

□연구 목표대비 연구결과
펄스레이저 증착법을 통해 페로브카이트 CaTiO₃, RNiO₃ (R = La, Nd) 에피-박막이종적층구조를 제작하기 위해, CaTiO₃, RNiO₃ (R = La, Nd) 세라믹 타겟을 고상반응법을 통하여 제작하였다. 이 과정에서 RNiO₃ (R = La, Nd) 세라믹 타겟의 화학적 조성비나 결정성이 성장된 RNiO₃ (R = La, Nd) 박막의 전기 수송 특성과 전자 구조 특성에 미치는 영향을 연구하였고, 관련 연구 결과는 국제학술지에 보고되었다. 더 나아가, RNiO₃ 이중층 박막을 합성하고, 주사터널전자현미경을 이용하여 산소 팔면체 미세구조에 따른 금속-절연체 상전이 특성의 변화를 연구하고 있으며, 관련 연구 결과를 정리하여, 논문으로 투고할 예정이다. 또한, 상온 상유전체인 CaTiO₃을 LaNiO₃와 함께 CaTiO₃/LaNiO₃ 박막 이종적층구조로 합성하고, 관련 강유전 분극/전자 구조 특성들이 박막 내 다양한 제어 인자들 (예, 두께, 응력, 계면 인접효과)에 따라 어떻게 변화하는지를 연구하고 있다. 첨단 측정기법들을 이용하여, 산소 팔면체의 구조적 뒤틀림과 강유전 자발 분극 사이의 상관관계를 조사하고 있으며, 이에 대한 내부 메커니즘을 이론적으로 규명하고자 한다. 추후, 본 사업에서의 연구 성과는 우수한 물성을 나타내는 신물질을 구현하고, 이를 바탕으로 새로운 고기능성 소자를 개발하는 데에 실제적으로 응용될 수 있다.

□연구개발결과의 중요성
본 연구 성과를 통하여 전이금속 산화물 박막에서 산소 팔면체의 구조적 변형이 관련 구조적, 전기적, 광학적 특성에 미치는 영향을 확인할 수 있었고, 향후 자발분극 상태에 따라 “광전지 특성이 제어 가능한” 강유전 광전지 신소자로의 응용 가능하다. 구체적으로, 페로브스카이트 산화물 내 산소 팔면체의 미세구조를 조절함으로써, 금속-절연체 상전이 현상/밴드 갭과 같은 전기 수송/전자 구조 특성이나 강유전 자발 분극과 같은 전기적 특성을 동시에 제어할 수 있었다. 더 나아가, 본 연구사업에서 축적된 연구경험 및 노하우는 후속 연구를 통하여 전이금속 산화물 이외에 페로브스카이트 구조를 가지고 있는 다른 물질계 (예, 닉타이드, 칼코제나이드, 할라이드)의 물리적 특성을 제어하고 새로운 물성을 발현시키는 데에 활용될 수 있다.

(출처 : 요 약 문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 3
• 1-1. 연구의 목표 ... 3
• 1-2. 연구의 내용 ... 3
• 1-3. 연차별 연구 계획 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 5
• 2-1. 연구수행내용 ... 5
• 2-2. 연구결과 ... 7
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 10
• 4. 참고문헌 ... 11
• 5. 연구성과 ... 13
• 끝페이지 ... 16