보고서 정보
주관연구기관 |
서울대학교 Seoul National University |
연구책임자 |
강기훈
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참여연구자 |
Angela Wittmann
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보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2024-02 |
과제시작연도 |
2023 |
주관부처 |
과학기술정보통신부 Ministry of Science and ICT |
과제관리전문기관 |
한국연구재단 National Research Foundation of Korea |
등록번호 |
TRKO202400005750 |
과제고유번호 |
1711187176 |
사업명 |
한국연구재단연구운영비지원(주요사업비) |
DB 구축일자 |
2024-09-02
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키워드 |
페로브스카이트.스핀트로닉스.한-독 연구교류.국제 협력.카이랄.Perovskite.Spintronics.Chiral.Korean-German Research Exchange.International Cooperation.
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초록
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□ 연구목적
본 연구는 한-독 연구교류를 통해 차세대 반도체 솔루션으로 각광받고 있는 스핀트로닉스 소재 중, 용액 공정으로 저비용 공정이 가능한 할라이드 페로브스카이트를 활용한 스핀트로닉스 소자 개발을 목표로 하였음.
이를 위해서, ①페로브스카이트 스핀 수송 기초 연구를 통해 수송 및 스핀-전하 변환 현상 메커니즘을 규명하여 신생 연구분야 선점 및 핵심 원천 기술 확보하고, ② 스핀트로닉스 분야 연구를 선도하는 독일 Johannes Gutenberg Mainz대학과의 국제 공동연구/정보 교류를 통해 한-독 협력 네트워크
□ 연구목적
본 연구는 한-독 연구교류를 통해 차세대 반도체 솔루션으로 각광받고 있는 스핀트로닉스 소재 중, 용액 공정으로 저비용 공정이 가능한 할라이드 페로브스카이트를 활용한 스핀트로닉스 소자 개발을 목표로 하였음.
이를 위해서, ①페로브스카이트 스핀 수송 기초 연구를 통해 수송 및 스핀-전하 변환 현상 메커니즘을 규명하여 신생 연구분야 선점 및 핵심 원천 기술 확보하고, ② 스핀트로닉스 분야 연구를 선도하는 독일 Johannes Gutenberg Mainz대학과의 국제 공동연구/정보 교류를 통해 한-독 협력 네트워크 강화 및 공동연구과제 심화 발굴을 목적으로 함.
□ 연구내용
본 연구에서 개발하고자 하는 페로브스카이트 스핀트로닉스 연구는 아직 상대적으로 연구가 활발히 진행되지 않았던 미개척 신생 연구 분야임. 본 분야의 핵심원천기술을 개발하고 국제적 협력 네트워크를 구축하는 것은 차세대 반도체 시장을 선점하여 국제 경쟁력 확보를 위한 매우 중요한 일임.
이에 본 연구진은 독일의 마인츠 대학과의 공동연구 및 정보/기술 교류를 통해 본 분야의 세계 최고 수준의 글로벌 네트워크를 구축하고, 이를 통해 국내의 차세대 반도체시장을 이끌어갈 허브를 마련하고자 하였음. 본 연구의 주요 내용은 다음과 같음.
①페로브스카이트의 스핀 수송/스핀-전하 변환 메커니즘 메커니즘 연구 및 용액공정 기반 소자 개발
-페로브스카이트 도핑 및 박막제작 특성 최적화 연구
-페로브스카이트 박막의 전하 수송 특성 연구
-FMR Spectroscopy를 통한 스핀계면 특성 연구
-페로브스카이트의 순수 스핀 전류 주입과 수송현상 연구
② 페로브스카이트 스핀트로닉스 분야 한-독 국제 협력 네트워크 플랫폼 구축
- 독일 Mainz 대학에서 ‘Spintronics & Spin-Orbit Effects in Emerging Semiconductors’ 주제로 워크샵 추진
- 워크샵 후 협업연구를 위한 한국연구팀 3개월간 학술교류 목적 독일 Mainz대학 방문
- 한국 서울대학교에서 ‘Perovskite Materials and Devices: Future Directions & Challenges’ 주제로 워크샵 추진
- Mainz 대학 독일연구팀 3개월간 학술교류 목적 한국 서울대학교 방문
□ 연구결과
본 연구의 결과는 페로브스카이트 기반 스핀트로닉스 소자의 개발과 관련하여 중요한 이정표를 설정할 것으로 기대됨. 주요 연구 결과는 다음과 같음.
용액 공정 기반 페로브스카이트 스핀트로닉스 소자의 개발:
저비용 공정을 가능하게 하는 용액 공정을 통해 페로브스카이트 스핀트로닉스 소자를 제작하기 위해, 서울대학교에서는 재료를 합성을 진행하였으며, 마인츠 대학교에서는 재료의 측정을 진행하였음.
한-독 국제 협력 네트워크의 구축 및 강화:
- 매월 줌 미팅(Zoom meeting)을 통해 지속적인 네트워킹 및 연구 내용 교류를 진행함
- 독일 Mainz 대학에서 ‘Spintronics & Spin-Orbit Effects in Emerging Semiconductors’ 주제로 워크샵을 추진함 (23년 8월 21일 ~ 23년 8월 22일)
- 독일 Mainz 대학에서 학술 교류 및 협업 연구를 위해 단기 방문 및 견학 (한국측 연구책임자:1명, 연구원: 1명)
- 한국 서울대학교에서 ‘Perovskite Materials and Devices: Future Directions & Challenges’ 주제로 워크샵을 추진함 (23년 12월 18일)
본 연구진들은 본 과제를 통해 구축된 한-독 국제 협력 네트워크는 향후 연구 개발 및 기술 혁신의 플랫폼으로 작용할 것으로 기대하며 이 네트워크는 양국 간의 지속적인 정보 교류와 공동 연구의 기반을 제공할 것임.
□ 연구결과의 활용계획
연구 결과는 다음과 같은 방식으로 활용될 계획임.
교육 및 인력 양성: 본 과제를 통해 대학원생 및 젊은 연구원들에게 최첨단 연구 주제에 대한 교육 기회를 제공하였음. 이를 통해 차세대 반도체 기술 분야의 전문 인력을 양성을 도모할 수 있을 뿐더러 해외로 연구자를 발령해서 국제적 연구 인력으로 양성시킬 수 있을 것으로 기대.
정책 및 전략 수립 지원: 연구 결과는 정부 및 산업계의 관련 정책 및 전략 수립에 중요한 기초 자료로 활용될 수 있음. 특히, 한-독 네트워킹 강화로 차세대 반도체 기술 개발 및 국제 협력 전략 수립에 기여할 것임.
(출처 : 연구결과 요약문 3p)
Abstract
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□ Purpose
This study aimed to develop spintronics devices using halide perovskites, which are considered next-generation semiconductor solutions that can be processed at low cost through solution processing, through Korean-German research exchanges. To achieve this, the study aimed to ① elucidate
□ Purpose
This study aimed to develop spintronics devices using halide perovskites, which are considered next-generation semiconductor solutions that can be processed at low cost through solution processing, through Korean-German research exchanges. To achieve this, the study aimed to ① elucidate the mechanism of transport and spin-charge conversion phenomena through basic research on perovskite spin transport, thereby securing core original technologies and preempting a nascent research field, and ② strengthen the Korea-Germany cooperation network and deepen joint research projects through international joint research/information exchange with Johannes Gutenberg University Mainz, Germany, a leader in the field of spintronics.
□ Contents
The perovskite spintronics research developed in this study is a relatively unexplored nascent research area. Developing core original technologies in this field and building an international cooperation network is very important for preoccupying the next-generation semiconductor market and securing international competitiveness. Therefore, the research team aimed to establish a global network in this field through joint research and information/technology exchange with the University of Mainz, Germany, and to establish a hub that will lead the domestic next-generation semiconductor market.
The main contents of this research are as follows:
① Study on the mechanism of spin transport/spin-charge conversion in perovskites and development of devices based on solution processing
- Research on doping and thin film fabrication characteristics optimization of perovskites
- Study on charge transport characteristics of perovskite thin films
- Study on spin interface characteristics through FMR Spectroscopy
- Research on pure spin current injection and transport phenomena in perovskites
② Establishment of a Korea-Germany international cooperation network platform in the field of perovskite spintronics
- Promotion of a workshop on the topic of ‘Spintronics & Spin-Orbit Effects in Emerging Semiconductors’ at the University of Mainz, Germany
- Academic exchange visit to the University of Mainz, Germany, for collaborative research after the workshop
- Promotion of a workshop on the topic of ‘Perovskite Materials and Devices: Future Directions & Challenges’ at Seoul National University, Korea
- Academic exchange visit to Seoul National University, Korea, by the German research team from the University of Mainz
□ Results
The results of this research are expected to set an important milestone in the development of perovskite-based spintronics devices. The main research results are expected to be as follows:
Development of perovskite spintronics devices based on solution processing:
- Through the solution process that enables low-cost processing, Seoul National University conducted material synthesis, and the University of Mainz conducted material measurement for the fabrication of perovskite spintronics devices.
Strengthening and establishing a Korea-Germany international cooperation network:
- Continuous networking and exchange of research content through monthly Zoom meetings
- Promotion of a workshop on the topic of ‘Spintronics & Spin-Orbit Effects in Emerging Semiconductors’ at the University of Mainz, Germany (August 21-22, 2023)
- Short-term visits and tours for academic exchange and collaborative research at the University of Mainz, Germany (Korean principal investigator: 1, researcher: 1)
- Promotion of a workshop on the topic of ‘Perovskite Materials and Devices: Future Directions & Challenges’ at Seoul National University, Korea (December 18, 2023)
The international cooperation network established through this project is expected to serve as a platform for future research and development and technological innovation. This network will provide a foundation for continuous information exchange and joint research between the two countries.
□ Expected Contribution
The research results are planned to be utilized in the following ways:
Education and personnel training: The project provided educational opportunities on cutting-edge research topics to graduate students and young researchers, aiming to cultivate professionals in the field of next-generation semiconductor technology and to train international research personnel by dispatching researchers abroad.
Support for policy and strategy formulation: The research results can be used as important basic data for formulating related policies and strategies by the government and industry. In particular, strengthening Korea-Germany networking will contribute to the development of next-generation semiconductor technology and the formulation of international cooperation strategies.
(source : Summary 4p)
목차 Contents
- 표지 ... 1
- 목차 ... 2
- 연구결과 요약문 ... 3
- 국문 요약문 ... 3
- SUMMARY ... 4
- 연구내용 및 결과 ... 5
- 1. 과제 개요 ... 5
- 2. 수행내용 및 결과 ... 6
- 3. 자체평가 ... 10
- 4. 연구결과의 활용 계획 ... 10
- 5. 연구과정에서 수집한 해외 정보 ... 11
- 6. 참고문헌 ... 11
- 7. 연구성과 ... 12
- 8. 기타사항 ... 12
- 끝페이지 ... 14
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