산업기술종합연구소는 실온에서 강자성을 나타내는 Ⅱ-Ⅵ족 반도체 신재료의 합성에 세계 최초로 성공했다고 발표했다. 아연텔루르 모재 속의 아연의 약 20%를 크롬으로 치환한 물질로 27℃까지의 온도영역에서 강자성을 유지한다. 광자기 소자 개발에 탄력이 붙을 전망이다.
강자성 반도체는 전자스핀을 이용한 차세대 일렉트로닉스 소자의 비장의 카드라고 알려져 세계적으로 개발경쟁을 전개하고 있는 신소재. 産總硏의 齊藤秀和 연구원 등은 자성반도체의 유력한 후보였던 크롬 첨가 아연 텔루르에 주목, 아연, 크롬, 텔루르이 각 원소를 빔 상태로 하여 250℃로 가열한 갈륨 . 비소 기판 위에 조사하는 분자선 에피텍셜법으로 고품질의 단결정 박막을 제작하는데 성공했다. 박막은 모재와 마찬가지로 섬아연광형(閃亞鉛鑛型) 결정구조를 갖는다.
또 지금까지 보고되었던 강자성 반도체는 물성에 신뢰성이 부족하고 학회에서 인지도가 낮다는 점에서 독자개발한 자기원 2색성분광법으로 강자성을 확인했다. 이 방법은 자장 속에서 좌우로 원편광하는 빛의 흡수율에 차가 생기는 현상을 이용한 분광분석기술. 강자성은 자기특성으로 27℃이하의 온도에서 강자성을 유지한다는 것을 알았다.
지금까지 강자성이 확인된 물질은 비소계인 Ⅲ-Ⅴ족 화합물. 게다가 강자성을 발휘하는 온도는 최고온도 마이너스 93℃로 극저온 영역이기 때문에 일반적인 소자재료에는 적합지 않다. 신물질은 온도전건과 함께 와이드갭이 큰 Ⅱ-Ⅵ족이라는 점에서 광디바이스로서도 사용하기 쉽다. 모재는 파장 550나노미터 이상의 황색이나 적색의 가시광을 투과한다는 점에서 신물질도 광자기 소자용 재료로서 유망하다고 보고 있다.
앞으로 캐리어 도프 기술의 개발 등으로 광소자나 불휘발성 논리소자 실현을 지향한다. (NK)
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