다강성 폴리머 메모리 :: 산업뉴스

독일 홈볼트 장학재단(Alexander von Humboldt Foundation)은 2014년 8월 5일 막스플랑크 폴리머연구소(Max Planck Institute for Polymer Research, MPI-P)의 물리학자인 Kamal Asadi 박사에게 소피아 코발렙스카야 상(Sofja Kovalevskaja Award)과 165만 유로를 지원한다고 발표했다. Kamal Asadi 박사는 MPI-P에서 유기재료를 기반으로 하는 전자소자 개발 프로젝트의 리더이기도 하다. 이번 수상을 통해서 향후 5년 동안 MPI-P 연구진은 재정적 어려움을 겪지 않고 유기물 기반의 소자 개발에 전념할 수 있을 것으로 기대된다.

“지금까지 밝혀지지 않은 새로운 분야를 개척하는 것은 매우 흥미로운 일”이라며,”유기물 다강체를 이용한 연구에서 전기장으로 자화를 바꿀 수 있는 새로운 방법을 개발할 수 있기를 바란다.”고 Asadi 박사는 말했다. 이번 연구는 지금까지 서로 관련성이 없다고 알려져 왔던 강유전성과 강자성의 상호관계를 밝혀내는 동시에 두 관계를 이용한 차세대 메모리 소자 개발에 큰 도움이 될 것으로 기대된다.

이란 출신인 Kamal Asadi 박사는 2013년 MPI-P의 Paul Blom 박사 연구진에 참여했다. Asadi 박사는 필립스에서 연구원으로 일했으며, 수년 동안 다강체 폴리머 연구팀을 이끌었다. MPI-P에서 Asadi 박사 연구진의 연구 목표는 유기물 다강체를 만드는 데에 있다. 즉, 강자성과 강유전성을 동시에 가진 복합물질을 개발하는 데 있다. 연구진은 프로우브-스테이션을 실리콘이나 유리 기판 위의 마이크로 전자소자를 측정하는데 사용하고 있다. 프로우브-스테이션을 이용하면 날카로운 바늘로 외부 회로와 미세한 접촉을 만들 수 있다. 프로우브-스테이션은 소자의 측정 및 특성을 신속하면서도 신뢰성 있게 제어할 수 있다.

강유전성은 전기장이 가해지지 않은 상태에서 극성이 유지되는 상태를 나타내며, 엑추에이터, 센서, 변환기 등에 활용될 수 있다. 강유전체는 극성의 쌍안정성으로 인해서 메모리 분야에서 매우 중요한 소재로 인식되고 있다. “0”과 “1”로 구분될 수 있어 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 하드디스크와 같은 오늘날 메모리는 강자성 물질로 만들어진다. 강자성 현상은 전자의 스핀에 기반을 두고 있는 영구 자성체로 널리 알려져 있다.

전통적인 멕스웰방정식에 기반을 둔 이론에서는 강유전성과 강자성은 단일 소재에서 공존할 수 없는 배타적인 특성이라고 알려져 왔다. 그럼에도 불구하고 1960년대에 강유전성과 강자성 사이에 서로 약한 상호관계가 있다는 것이 발견되었다. 극성과 자성의 상호관계를 밝혀내는 것은 물리학자들에게는 수 십 년간 매우 도전적인 과제 중 하나였다. 다강성이라고 불리는 소재는 다기능성 저장 매체 개발에 매우 유망하다. 이러한 메모리는 전기적으로 쓰고 자성으로 읽을 수 있다.

무기물에서 다강성 특성을 확인하는 것은 이제 전세계적 관심거리가 되었다. 그러나 단일상 다강성은 매우 드물다. 전자기적 반응은 단지 매우 낮은 온도에서만 보이며 강유전성과 강자성은 서로 약한 상호 관계성을 가지고 있다. 단일 상의 대안은 무기재료의 다중층으로 만들어진 복합 소재이다. 이러한 접근법은 매우 유망하지만 극복해야 할 많은 과학적인 장애물이 남아 있다.

소피아 코발렙스카야 상(Sofja Kovalevskaja Award)은 Kamal Asadi 박사가 유기물을 사용한 다강성 소재 개발이라는 새로운 접근법에 수년 동안 전념할 수 있게 할 수 있다. 유기물 다강체 개발은 새로운 스위칭 소자 개발에 혁신을 불러일으킬 수 있을 것으로 기대된다. 그러나 이러한 것은 매우 도전적인 과제이다. 첫 번째 과제는 MPI-P에서 적절한 연구진을 꾸리는 것이라고 Asadi 박사는 말했다.

MPI-P 연구진은 이번의 재정적 지원으로 향후 유기물 다강체 개발을 계속 진행할 수 있게 되었다. MPI-P 연구진은 다학제간 연구와 고성능 설비를 통해서 이번 연구가 폴리머를 이용한 다강성 개발에 큰 도움이 될 것이라고 밝혔다. 소피아 코발렙스카야 상은 독일에서 수여되는 가장 가치 있는 과학상 중 하나에 속한다. 독일 과학기술부에서 지원하는 이 상은 재능있는 유망한 과학기술자들에게 부여되고 있다. Kamal Asadi 박사는 이상을 통해서 향후 5년간 독립적으로 연구를 진행할 수 있게 되었다.

그림. 막스플랑크 폴리머 연구소의 Kamal Asadi 박사는 프로우브-스테이션의 새로운 가능성을 보여주고 있다. 프로우브-스테이션을 통해서 마이크로 수준에서 유리나 실리콘 기판 위에 형성된 전자소자와 외부의 시스템과 접촉을 가능하게 하며, 이는 전자소자 내부의 특성 및 신호를 제어하는 데 활용된다.

* 출처 KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』