GIST, 나노초 사이에 탄성 가진 물체 전환되는 현상 규명
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작성자 우준예 작성일19-11-30 10:39 조회275회 댓글0건관련링크
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향후 전자 이동 속도 크게 개선할 수 있는 강유전성 전환 현상 규명
미래 초고속 소자에 응용 가능한 강유전성 스위칭 현상 규명[이데일리 이연호 기자] GIST는 신소재공학부 조지영 교수 연구팀이 강유전체 박막 층 내 강탄성(ferroelastic) 구역의 쌍극자 방향이 수 나노 초(nano second·10억 분의 1초) 내에 바뀜을 관측하는데 성공했다.
이번 연구성과로 비휘발성 컴퓨터 램메모리 등 강유전체 소재 기반의 기가헤르츠 전자소자 개발 연구의 활성화에 크게 기여할 것으로 기대된다.
강유전체는 외부의 전기장이 없이도 스스로 분극을 갖는 재료로서 외부 전기장에 의해 분극의 방향이 바뀔수(swithcing) 있는 물질을 뜻한다.
강탄성은 물질이 자발적으로 팽팽해지는 성질로 물질이 하나의 결정상태에서 다른 결정상태로 바뀌는 상전이가 일어나면서 발생한다. 니켈·티타늄 합금에서 나타나는 형상 기억능력과 초탄성 현상이 대표적인 예이다.
전기장 인가에 따른 강유전성 구역 구성 및 구역 반전은 강유전성 박막의 전기소자 동작 속도와 직접적으로 연결된다. 하지만 기존 강유전 박막은 상대적으로 아주 느린 반응 속도(수십 마이크로 초)를 띠고 있어 더 빠르게 동작하는 소자 구현을 위해 돌파구가 필요하다.
연구팀은 새롭게 개발한 초고속 X선 구조분석(시간분해 미세 X선 회절)을 이용해 결맞게 자란 Pb(Zr0.35,Ti0.65)O3 박막 커패시터 안 나노미터의 크기를 갖는 강탄성 구역이 나노초 동안 초고속 반전이 가능함과 스위칭 시간은 인가된 전기장의 크기에 반비례하는 것, 그리고 약 7나노초라는 매우 짧은 시간 안에 분극 반전이 완료되는 것을 확인했다.
조지영 교수는 “이번 연구를 통해 향후 시간에 따라 변화하는 강유전성의 특징을 이용한 다중 신호 소자 개발에 기여함으로써 높은 성능을 갖는 랜덤 액세스 메모리(RAM)나 전계효과트랜지스터(FET)와 같이 반도체 소자에 활용 가능할 것으로 예상한다”고 말했다.
이번 연구는 지스트 신소재공학부 조지영 교수(교신저자)가 주도하고 이현준 박사(박사후연구원)가 수행했으며 한국연구재단이 지원하는 신진연구자 지원사업, 미래소재디스커버리사업, 이공학개인기초연구지원사업과 리서치 펠로우 사업 및 지스트의 재원인 창조적 도전과제 사업, 포스코 청암재단, 방사광가속기 이용자 지원과제의 지원을 받았다. 연구 성과는 물리 분야 세계적 학술지인 ‘피지컬 리뷰 레터스(Physical Review Letters)’ 11월 18일 온라인 게재됐다.
이연호 (dew9012@edaily.co.kr)
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미래 초고속 소자에 응용 가능한 강유전성 스위칭 현상 규명[이데일리 이연호 기자] GIST는 신소재공학부 조지영 교수 연구팀이 강유전체 박막 층 내 강탄성(ferroelastic) 구역의 쌍극자 방향이 수 나노 초(nano second·10억 분의 1초) 내에 바뀜을 관측하는데 성공했다.
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강유전체는 외부의 전기장이 없이도 스스로 분극을 갖는 재료로서 외부 전기장에 의해 분극의 방향이 바뀔수(swithcing) 있는 물질을 뜻한다.
강탄성은 물질이 자발적으로 팽팽해지는 성질로 물질이 하나의 결정상태에서 다른 결정상태로 바뀌는 상전이가 일어나면서 발생한다. 니켈·티타늄 합금에서 나타나는 형상 기억능력과 초탄성 현상이 대표적인 예이다.
전기장 인가에 따른 강유전성 구역 구성 및 구역 반전은 강유전성 박막의 전기소자 동작 속도와 직접적으로 연결된다. 하지만 기존 강유전 박막은 상대적으로 아주 느린 반응 속도(수십 마이크로 초)를 띠고 있어 더 빠르게 동작하는 소자 구현을 위해 돌파구가 필요하다.
연구팀은 새롭게 개발한 초고속 X선 구조분석(시간분해 미세 X선 회절)을 이용해 결맞게 자란 Pb(Zr0.35,Ti0.65)O3 박막 커패시터 안 나노미터의 크기를 갖는 강탄성 구역이 나노초 동안 초고속 반전이 가능함과 스위칭 시간은 인가된 전기장의 크기에 반비례하는 것, 그리고 약 7나노초라는 매우 짧은 시간 안에 분극 반전이 완료되는 것을 확인했다.
조지영 교수는 “이번 연구를 통해 향후 시간에 따라 변화하는 강유전성의 특징을 이용한 다중 신호 소자 개발에 기여함으로써 높은 성능을 갖는 랜덤 액세스 메모리(RAM)나 전계효과트랜지스터(FET)와 같이 반도체 소자에 활용 가능할 것으로 예상한다”고 말했다.
이번 연구는 지스트 신소재공학부 조지영 교수(교신저자)가 주도하고 이현준 박사(박사후연구원)가 수행했으며 한국연구재단이 지원하는 신진연구자 지원사업, 미래소재디스커버리사업, 이공학개인기초연구지원사업과 리서치 펠로우 사업 및 지스트의 재원인 창조적 도전과제 사업, 포스코 청암재단, 방사광가속기 이용자 지원과제의 지원을 받았다. 연구 성과는 물리 분야 세계적 학술지인 ‘피지컬 리뷰 레터스(Physical Review Letters)’ 11월 18일 온라인 게재됐다.
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초등학교 시절 짝꿍이 바뀌는 것만으로도 희비가 엇갈리던 기억을 회상해 보면 인사란 그리 간단치 않은 일임을 알 수 있다. 조직과 조직원 모두에게 미치는 영향이 크다.
정치권도 예외는 아니다. 총리와 법무부 장관 등 내각 인사도 카운트다운에 들어선 모양이다. 김진표 의원은 총리, 추미애 의원은 법무부 장관에 이미 내정됐다는 소문도 무성하다. 당사자들은 강한 긍정도 부인도 하지 않는다.
국회도 내년 21대 총선을 앞두고 공천이라는 인사가 시작됐다. 당마다 선거 전략을 짜고 새로운 인물 영입에 공을 들인다. 현역 의원 등 기존 인력 자원을 어떻게 활용할지도 고심이다. 여당인 더불어민주당과 제1야당인 자유한국당은 이미 평가 하위 20~30%에 대한 '컷오프'를 예고한 상태다.
현역 지역구 의원이나 지역구 입성을 노리는 비례대표, 비례대표 자리를 목표로 하는 당내 정치인 모두 '입 조심'을 하고 있다. 사실상 인사권자인 당대표, 원내대표 등 당 지도부의 눈에 거슬리면 좋을 게 없기 때문이다. 정치권 관계자는 “괜히 인사권자 눈에 벗어나는 튀는 행동보단 차분히 기다리는 게 가장 좋은 선택”이라고 설명한다. 한 비례대표 의원도 “(출마를)생각하고 있는 지역구는 있지만 우선 내년 초까진 당의 결정을 기다려 봐야 한다”고 신중함을 보였다.
정부 부처나 대기업, 정치권도 인사권자 결정에 따라 인사 대상자의 앞날이 결정된다. 그만큼 인사권자의 영향력은 절대적이다. 선택받지 못한 자는 '백수'나 '낭인'으로 살아가야 하는 정치권에선 '인사권자 눈치보기'의 중요성이 더욱 크게 다가온다.
정치권에서 국민과 지역만 바라보고 정치할 수 있는 토대가 마련될 수 있을까. 인사권을 거머쥐고 있는 당의 지시와 방향에 문제를 제기하고 소신있게 정치할 수 있는 새 얼굴이 나타날 수 있을까. 한두 사람의 결정이 아니라 투명하고 공정한 시스템 공천에 대한 약속이 이번에는 지켜질지 주목해 보자.
안영국기자 ang@etnews.com
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안영국기자 ang@etnews.com
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