나노기술 및 정책 정보

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도쿄(東京)공업대학 과학기술창성연구원 프론티어재료연구소(WRHI), 큐슈(九州)대학 대학원 종합이공학연구원, 중국 과학원 물리연구소(Institute of Physics Chinese, Academy of Science), 독일 막스플랑크연구소(Max-Planck-Gesellschaft) 등의 국제 공동 연구그룹이 페로브스카이트형 산화물 철산납(PbFeO3)이‘Pb2+0.5 Pb4+0.5Fe3+O3 ’라는 특이한 전하 분포를 갖는 것을 규명함.

Pb2+와 Pb4+가 질서 배열하기 때문에 주위 환경이 다른 2종류의 철 이온(Fe3+)이 존재하며, 온도에 따라 자화 방향이 변화하는 스핀 재배열로 이어질 수도 있음을 규명함.

향후, BiNiO3 와 마찬가지로 PbFeO3에 화학 치환을 실시함으로써 온도의 상승에 따라 Pb2+Fe4+O3 로 변화되게 할 수 있다면, 반도체 제조 장비와 같은 고정밀 위치 결정이 요구되는 분야에서 열팽창에 의한 오차를 억제할 수 있는 음(-)의 열팽창의 발현을 기대할 수 있음. 또한, 지금까지 2개의 자성 이온이 필요하다고 여겨졌던 스핀 재배열이 납 이온의 전하 질서에 의해 생겨났고, 실온을 훨씬 뛰어 넘는 높은 전이 온도를 갖는 점으로 인해, 외장 자화 방향을 제어하는 ​​새로운 스핀트로닉스 소자에 응용될 것으로 기대됨.

본 연구 성과는 Nature Communications(Observation of novel charge ordering and spin reorientation in perovskite oxide PbFeO3)에 게재됨.