초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
○ 최종 목표
본 연구는 다양한 팔면체 구조로 구성된 이원자 산화물 박막에 대하여 비틀림, 찌그러짐 등 국소 구조 변형(예: 팔면체의 구조적 변형)에 따른 이원자 산화물의 물성 변화에 대하여 이해하고자 한다. 나아가 이를 기반으로 하여 이원자 산화물을 이용한 이종접합 구조를 구현하여 기능성 소자 제작의 가능성과 새로운 형태의 개념 소자를 제시하고자 한다.

○ 전체 내용
산화물 소재는 대기 환경에서 화학적으로 안정하고 강도가 높아 소자로 적용하기에 유리하며 산화물을 구성하는 양이

□ 연구개발 목표 및 내용
○ 최종 목표
본 연구는 다양한 팔면체 구조로 구성된 이원자 산화물 박막에 대하여 비틀림, 찌그러짐 등 국소 구조 변형(예: 팔면체의 구조적 변형)에 따른 이원자 산화물의 물성 변화에 대하여 이해하고자 한다. 나아가 이를 기반으로 하여 이원자 산화물을 이용한 이종접합 구조를 구현하여 기능성 소자 제작의 가능성과 새로운 형태의 개념 소자를 제시하고자 한다.

○ 전체 내용
산화물 소재는 대기 환경에서 화학적으로 안정하고 강도가 높아 소자로 적용하기에 유리하며 산화물을 구성하는 양이온에 따라 다양한 물성을 나타내어 새로운 소자에 적용할 가능성이 높다. 다양한 산화물 중 전기적/자기적 상전이 현상을 나타내기 때문에 산화물 소재는 온도의 제어로부터 새로운 스마트 소자로 적용할 수 있어 많은 사람이 관심을 두고 연구하고 있다. 이러한 소재의 소자로의 응용을 위해서는 산화물 소재의 물성에 대한 근원적인 이해가 필수적이며, 이를 바탕으로 신개념 소자의 구현이 가능할 것으로 여겨진다. 이원자 산화물의 경우 화학식이 간단하며, 제작이 용이하다는 특성으로 응용의 가능성이 매우 높다.
본 연구는 여러 가지 이원자 산화물 (VO₂, SnO₂, Fe₃O₄ 등)에 대해 국소 구조가 제어된 단결정 박막을 제작하여, 국소 구조 (예: 팔면체 구조) 변화에 따른 물성 변화에 대한 일반적인 메커니즘을 정립하고자 한다. 또한 이원자 산화물을 기반으로 하는 이종접합 구조체 제작을 통하여 표면 및 계면의 물리적 특이성을 극대화하였을 때 발현되는 물성에 대해 평가하고 물리적 거동에 대해 분석하여 신개념 소자로의 적용 가능성을 제시하고자 한다.

본 연구는 이원자 산화물 박막의 국소 구조 변화와 물리적 특성과의 상관관계에 대한 분석과 이를 이용한 개념소자 개발을 목표로 한다. 연구과제의 성공적인 추진을 위해 아래의 연도별 계획을 토대로 하여 체계적으로 진행하고자 한다.

1차년도 - 이원자 산화물 박막의 성장 및 기초 물성 연구
- RF 마그네트론 스퍼터링 방법을 이용한 이원자 산화물 박막 (VO₂, SnO₂, Fe₃O₄ 등) 박막의 최적 증착 조건 탐색 및 재현성 확인
- 제작된 이원자 산화물 박막의 기초물성 이해
2차년도 - 증착환경 및 응력제어에 따른 이원자 산화물 박막 성장 및 물성의 상관관계 연구
- 증착환경 및 응력 상태가 제어된 이원자 산화물 박막제작 및 물성 변화와의 상관관계 이해
- 결정 구조의 정밀한 분석을 통한 거시적 물성과의 상관관계 이해
3차년도 - 미시적 관점에서의 물성 변화 이해
- XAS, XPS, TEM 등 다양한 물성 측정 방법을 통해 제작된 박막의 미시적 물성 측정
- 이론 계산을 통해 이원자 산화물 박막의 국소구조(예: 팔면체 구조) 변형에 따른 물성 변화의 실제적 모델 제시
4차년도 - 이종접합 구조체 및 특성 연구
- 상기 연구 결과를 기반으로 이원자 산화물과 물성이 다른 소재 (반도체/전기 상전이 산화물, 강자성/자성 상전이 산화물 등)를 접합하여 계면에서의 상호작용 분석
- 수직 계면 구조의 이종 접합 구조체 형성 및 물성 연구
5차년도 - 물성 특성 변화 이해
- 이종접합 구조체의 계면 물성 평가 및 분석
- 새로운 소재/소자 응용 가능성 연구

□ 연구개발성과
정량적 성과:
- 논문 (사사기준) 성과: 24편
- 학술대회 발표 (국내) 15건, (국제학회 초청발표) 2건
- 인력 양성: 석사 3명, 박사 1명 (졸업생 모두 전공 관련 분야 취업/진학)
정성적 성과:
- 이원자 산화물의 상전이 현상 이해 연구 성과 발표 및 관련 연구 인력 양성

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
- 이원자 산화물의 상전이 현상 이해를 기반 연구 성과로 새로운 외부과제 수혜 및 연구 영역을 확장성 확보
- 관련분야 신진 연구인력 양성

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1) 연구목표 ... 4
• 2) 연구의 필요성 ... 4
• 3) 연구범위 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 6
• 1) 시편 제작 ... 6
• 2) 물성 분석 ... 7
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 9
• 1) 연구수행 결과 ... 9
• 2) 목표 달성 정도 ... 37
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 38
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 39
• 1) 연구결과의 활용방안 ... 39
• 2) 인력양성 방안 ... 39
• 3) 교육적 활용방안 ... 39
• 4) 기대효과 ... 39
• 6. 참고문헌 ... 40
• 끝페이지 ... 40