나노기술 및 정책 정보

• 목록

포스텍 신소재공학과 손준우 교수 연구팀이 500도 이상의 고온에서만 합성할 수 있었던 높은 결정성의 루타일 이산화티타늄(TiO₂)을 50~150도의 낮은 온도에서도 만들 수 있는 기술을 세계 최초로 개발.

루타일 이산화티타늄은 고성능 D램 같은 차세대 디바이스용 소재로 주목받고 있는 고유전 물질임. 유전률이 높아 작은 전압에서도 많은 양의 전하를 저장할 수 있으나 합성에 매우 높은 온도가 필요하다는 점, 저온에서는 결정 내부 구조상 산소가 있어야 할 자리에 산소가 없는 결함이 발생하기 쉬워 우수한 성능의 디바이스를 구현할 만큼 균일한 품질을 얻기 어렵다는 점 등의 한계가 있음. 미세공정으로 이뤄지는 디바이스 제작에는 재료 균일도가 생산 수율(완제품 비율)에 큰 영향을 주고 있음.

손준우 교수팀이 찾아낸 방법은 비교적 낮은 온도에서도 산소 이온을 충분히 공급해 산소 결함이 거의 없는 균일한 품질의 루타일 이산화티타늄을 얻을 수 있음. 손준우 교수팀은 이를 기반으로 차세대 반도체 소자 개발에 주력할 계획임.

손준우 교수는 "미래기술육성사업의 지원으로 산화물 이종접합 연구를 진행하던 중 이런 현상을 우연히 발견했다"며 "열 대신 계면에서의 이온 이동을 통해서도 산화물의 결정화가 가능함을 보여준 최초의 연구"라고 언급함.

본 연구 성과는 ‘Nature Communications’ 지에 게재됨.

※ 삼성전자 미래기술육성센터의 지원을 받아 2017년 9월부터 수행됨.