물리학과 한승우 교수 연구팀이 차세대 반도체 소재로 주목받는 금속 산화물의 산소결함구조를 규명했다. 연구결과는 16일(금) 물리학 분야의 국제학술저널인 ‘피지컬 리뷰 레터즈(Physical Review Letters)’에 게재됐다.

한 교수팀은 과학기술부와 산업자원부엣 지원을 받아 성균관대 이재찬 교수 연구팀과 공동으로 연구를 진행했다.  한 교수팀은 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 금속 산화물의 일종인 스트론튬타이타늄옥사이드(SrTiO3)내에 존재하는 산소결함이 티타늄(Ti)이온을 중심으로 특정한 방향으로 배열되어있다는 사실을 밝혀냈다.

산소결함은 금속 산화물의 가장 기본적인 결함으로 이 물질을 이용한 전자소자의 수명이나 성능에 부정적인 영향을 끼친다. 한 교수는 “이번 연구는 통해 휴대폰·반도체 등에 이용되는 전자소자의 성능과 수명에 관한 문제를 해결할 수 있는 기반을 마련한 것에 의미가 있다”고 말했다.

한 교수에 따르면 스트론튬타이타늄옥사이드와 같이 페로브스카이트 구조를 가진 다른 산화물에도 연구 결과를 동일하게 적용할 수 있다. 페로브스카이트 구조는 두 개의 금속이온과 한 개의 산소이온이 1:1:3의 비율로 결합한 것을 말한다. 스트론튬타이타늄옥사이드는 페로브스카이트 구조의 대표적인 금속 산화물이다. 특히 이것은 전류의 흐름을 차단하는 유전율이 높아 차세대 반도체의 핵심재료로 주목받고 있다.

이번 연구에는 이보라(물리학 전공 박사과정)씨와 안효신 연구원도 함께 참여했다.