[이대수 교수 연구실] 변전성을 이용한 준안정 강유전체의 분극 방향 전환

Caption: 변전성을 이용한 CaTiO3 (111) 박막의 역학적 분극 전환

(c)AFM 팁을 눌러서 생성된 강유전 분극 영역의 안정성

[이대수 교수 연구실] 변전성을 이용한 준안정 강유전체의 분극 방향 전환

변전성을 이용한 역학적인 강유전 분극 방향 전환은 기존의 전기장을 통한 분극 전환의 적절한 대안으로서 최근 주목받고 있다. 이대수 교수 연구팀은 독특한 역학적 반응을 나타낼 수 있는 준안정 상태의 강유전성을 활용하여 아주 효율적인 역학적 분극 전환을 확인하였다.

이대수 교수 연구팀은 준안정 강유전성의 보전성 (coercivity)이 역학적 힘을 통해 크게 감소하게 됨을 이론적으로 예측하여 변전성을 통한 역학적 분극 전환을 획기적으로 유도할 수 있음을 확인하였다. 또한 준안정 강유전체인 CaTiO3 박막에서 약 100 nN의 아주 작은 역학적 힘으로도 분극 전환이 가능함을 실험적으로도 확인하였다. 작은 힘을 통한 분극 전환은 분극 전환 영역의 너비를 10 nm보다도 작게 만들 수 있어 데이터 용량 면에서 1 Tbit / cm2 이상의 데이터 저장 밀도를 기대할 수 있다는 점에서 그 의의가 상당하다.

본 연구를 통하여 이대수 교수 연구팀은 역학적 분극 전환 기법이 차세대의 효율적 나노전기소자 및 나노전기역학 기술에 있어 중요한 요소로 기능할 수 있음을 보여 주었다.

이번 연구 결과는 Physical Review Letters 최신호에 발표되었다 (Phys. Rev. Lett. 129, 117601 (2022), 공동제1저자: 통합과정 윤지용 학생)