나노기술 및 정책 정보

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● 김태성 교수(성균관대) 연구팀은 누르는 힘만으로 이온 이동을 선택적으로 제어하는 차세대 프리스탠딩 멤리스터* 소자를 개발

● 연구팀은 변전 효과를 활용하여 물질 내 격자 구조의 변형으로 전체 분극 합계를 수직 방향으로 이동시켰으며, 이것이 물질 내부 격자에 -Z 방향의 내부 자체 변전장을 형성하는 것을 확인

* 변전 효과(flexoelectric effect) : 외부의 힘으로 재료의 격자 구조가 휠 때 내부에 분극과 전기장이 발생하는 현상

● 연구팀은 원자간력 현미경(AFM)의 나노미터 수준 탐침으로 자체적인 지지구조를 갖는 프리스탠딩 상태인 이종 접합에 수직 방향의 응력을 가하여, 특정 영역에서만 선택적으로 강이온성 물질의 변전장과 분극을 극대화

● 이어 연구팀은 국소적으로 극대화된 변전 효과로 인해 특정 영역에서만 선택적으로 성장한 전도성 필라멘트를 관찰하고, 나노미터 수준의 영역에서 전도성 필라멘트의 공간적 능동 제어에 성공

● 해당 연구는 변전 효과 기반의 이온 이동을 물질의 구조적 관점에서 바라볼 수 있는 연구로, 향후 차세대 반도체 소자 연구에서 이온을 정확하게 공간적으로 제어해 반도체 소자 성능과 신뢰성 향상에 이바지할 것으로 기대

Nature Communications (2024.06.18.), Free-standing two-dimensional ferro-ionic memristor