나노기술 및 정책 정보

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  물질·재료연구기구(NIMS) 국제나노아키텍토닉스연구거점(MANA)의 오사다 미노루(長田實) 연구원, 사사키 다카요시(佐佐木高義) 주임연구원 등의 연구그룹은 분자 수준의 박막(두께: 1.5 nm)의 새로운 고유전체(高誘電體) 시트를 발견하고, 비커를 사용한 나노기술로 세계 최고 성능의 박막 콘덴서 소자를 제작하는 데 성공했다.
  콘덴서는 전압을 걸면 그 전압에 대응하여 전하를 축적하는 기능을 가진 전자 부품으로 휴대폰, PC 등 모든 전자기기의 심장부로 활약하고 있다. 최근의 휴대폰, PC의 소형화, 고기능화에 따라 콘덴서의 수요도 급속히 증가하고 있어, 소형이면서 대용량의 고성능 콘덴서의 개발이 중요해졌다. 현재, 콘덴서에는 티타늄산 바륨(BaTiO3) 등의 고유전체
세라믹스로부터 제작한 유전체막이 사용되고 있는데, 유전체 막을 박막화함으로써 소자의 소형화, 고성능화(대용량화)를 실현해 왔다. 그러나 현재의 고유전체 막에는 제조 프로세스의 가공 한계와 나노 크기로 박막화할 때 유전율이 저하되는 문제가 있어 소형화, 고성능화에 큰 장애가 되었다.
  본 연구그룹에서는 소형, 고성능의 콘덴서 소자를 실현하는 새로운 방법으로 나노 수준에서도 기능하는 고유전체를 탐색하여, 종래의 고유전체 막의 가공 한계나 동작 한계를 타파하는, 두께 10 nm 이하에서 기능하는 극박(極薄) 고유전체 시트(perovskite nanosheet)를 발견했다. 또, 친환경적 수용액 프로세스를 채택하여 나노 시트를 적층하고, 두께 10 nm 이하에서 세계 최고의 유전율(200 이상)을 갖는 박막 콘덴서소자를 제작하는 데 성공했다. 이로서 콘덴서 소자의 새로운 소형화와 대용량화가 가능해져 차세대 대용량 콘덴서 소자 개발의 새로운 길이 열릴 것으로 기대된다.
  본 연구는 과학기술진흥기구(JST) 전략적창조연구추진사업팀형연구(CREST) 「나노 과학을 기반으로 한 혁신적 제조 기술의 창성」연구영역의 연구과제「무기 나노 시트를 이용한 차세대 일렉트로닉스용 나노재료/제조 프로세스의 개발」의 일환으로 이루어졌으며, 미국 화학지「ACS NANO」의 온라인 판에 게재되었다.

발표논문:

  Minoru Osada, Kosho Akatsuka, Yasuo Ebina, Hiroshi Funakubo, Kanta Ono, Kazunori Takada and Takayoshi Sasaki, “ Robust High-k Response in Molecularly Thin Perovskite Nanosheets”, ACS Nano, August 24, 2010 Ⅰ DOI:
10.1021/nn101453v