▲ 박배호 건국대 교수.

국내 연구진이 차세대 고성능 메모리와 태양전지 등의 소재로 응용가능한 물질인 비스무스철산화물(BiFeO₃)로 나노 입자 소자를 만드는데 성공했다.

건국대학교는 지난 8일 물리학부 박배호 교수, 홍사환 박사, 전지훈 박사과정 등 연구팀과 세종대 최택집 교수팀이 전기적 성질과 자기적 성질을 동시에 갖는 다중강성(多重强性, multiferroic) 강유전체 물질인 비스무스철산화물(BiFeO₃)을 단결정성 나노입자 형태의 소자로 제작해 거대 저항 변화를 확인하고, 고집적 저전력 차세대 메모리 소자로서의 특성을 처음으로 규명했다고 밝혔다.

이는 기존 반도체의 한계를 뛰어넘는 차세대 저항변화 메모리(ReRAM)로서의 특성을 결정하는 거대 저항 변화를 확인하는 등 전기적-자기적 특성을 처음으로 규명한 것이다.

이번 연구결과는 재료분야의 권위 있는 해외 과학 학술지인 ‘어드밴스드 머티리얼스(ADVANCED　MATERIALS)’지 3월호(3월1일자 온라인)에 게재됐다.

이번 연구결과로 나노 입자 비스무스철산화물을 이용한 높은 집적도와 낮은 전력 소비 특성을 갖는 차세대 메모리 소자 개발에 한 발짝 다가서게 됐다.

비스무스철산화물은 다강성 물질의 하나로 전기적 신호를 이용해 자기적 특성을 제어할 수 있고, 자기적 신호를 이용해 전기적 특성의 변화를 유도할 수 있는 물질이다.

또한 외부에서 비춰주는 빛에 의해 기전력이 발생하는 광전기력 효과도 가지고 있음이 밝혀졌다.

이러한 전기적 자기적 특성 덕분에 비휘발성 메모리 소자 및 태양전지 분야에서 응용성이 기대 되는 물질이다.

박배호 건국대 교수는 “이번 연구 성과는 강유전성을 이용한 비휘발성 메모리 소자 연구의 새로운 연구 방향을 제시하고, 미래의 산화물 전자소자·소재 개발과 관련 산업에 영향을 줄 것으로 기대된다”며 “비스무스철산화물의 외부전기장에 따른 자기분극 변화 특성을 활용하면 신개념의 복합기능 소자 개발이 가능할 것으로 보인다”고 말했다.