나노기술 및 정책 정보

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● 미국 Oak Ridge National Laboratory(ORNL) 및 우크라이나 National Academy of Sciences 외 공동 연구팀은 반도체 신소재로 각광받는 산화하프늄(하프니아)의 강유전체 거동이 표면과 연결돼 있어 주변대기 제어를 통해 조정 가능하다는 사실을 규명

● 연구팀은 주변대기를 초고진공 상태로 만들어 원자간력현미경(AFM)을 이용해 하프니아-지르코늄 합금 분석을 수행한 결과, 주변대기 제어를 통해 반강유전체 상태에서 강유전체 상태로 상전이를 유도할 수 있는 것으로 확인

● 초고진공을 통해 산소 분압 및 총 압력이 감소되어 표면의 산소 함량이 줄어들고 표면에 음전하가 증가하여 강유전체 상태를 야기

● 본 연구는 물질의 표면과 전기화학적 특성의 연관성을 규명한 사례로, 하프니아에 대한 예측모델링 및 소자 엔지니어링을 가능케 하고 지르코늄 이외의 원소와 하프니아의 합금에 대해서도 거동을 예측할 수 있는 바탕이 될 것으로 기대

Nature Materials (2023.08.14.), Ferroelectricity in hafnia controlled via surface electrochemical state