부경대 연구팀, 산화망간 얼터마그넷 고효율 강유전 소자 가능성 제시

전기적 분극의 방향 변화와 크기. (부경대 제공)/뉴스

(대전=뉴스1) 김태진 기자 = 국내 연구진이 산화망간 얼터마그넷의 고효율 강유전 소자 가능성을 제시해 주목된다.

한국연구재단(NRF)은 국립부경대학교 홍지상 교수 연구팀이 벌크 형태 산화망간(MnO)의 자기적·전기적 특성을 이론적으로 연구해 기존 페로프스카이트 기반 물질보다 뛰어난 강유전 특성을 보일 가능성이 있음을 제시했다고 16일 밝혔다.

최근 제시된 얼터마그넷은 반강자성물질의 한 형태로 기존 반강자성체와 비교 시 운동량 공간의 일부에서 전자들이 가지는 스핀분극 밴드가 갈라지는 현상을 보였다. 또 얼터마그넷의 스핀트로닉스 소자응용 가능성을 확인하기 위해 물질 합성 및 전자구조 특성 등 다양한 기초연구가 추진되고 있으나 강유전 특성은 밝혀지지 않았다.

이에 연구팀은 제일원리 계산(임의의 매개변수 없이 슈뢰딩거 방정식을 이용해 모든 물리량들을 계산하는 방법)으로 자기적·전기적 특성을 분석, 얼터마그넷이 강유전체 현상이 구현 가능하다는 결과를 도출했다.

또 MnO 물질은 페로프스카이트 기반 물질보다 높은 전기적 분극, 낮은 스위칭 에너지 값을 보여 차세대 반도체 소재로의 활용 가능성을 제시했다.

연구팀은 MnO 물질을 이용해 스핀트로닉스, 강유전, 압전특성 등 상온에서 구현되는 고효율 자성체 물질의 제시 및 특성에 대한 이론적 연구를 추진할 계획이다.

홍지상 부경대 교수. /뉴스1

홍지상 교수는 “이번 연구를 통해 다기능 소자로써 얼터마그넷의 가능성을 이론적으로 제시했다”며 “이론 연구결과를 바탕으로 실재 소자합성 및 성능 테스트 등 관련 분야 연구 활성화에 기여할 것으로 예상된다”고 말했다.

과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 이공분야 중견연구 사업의 지원으로 수행된 이번 연구 성과는 물리 분야 국제학술지 ‘머티리얼스 호라이즌'에 지난 10일 게재됐다.

memory4444444@news1.kr