포스텍(포항공과대)은 첨단재료과학부-신소재공학과 장현명 교수, 석사과정 옥민애씨 연구팀이 D램을 대체할 비휘발성 메모리인 F램 주성분인 강유전체의 새로운 메커니즘을 발견했다고 18일 밝혔다.

이 연구 결과는 세계적 물리학 권위지인 피지컬 리뷰 레터스(Physical Review Letters) 최근호에 게재됐다.

연구팀에 따르면 자기적 특성과 강유전성을 동시에 갖는 특이한 물질을 다강성 물질(multiferroics)이라고 하며 이 물질을 이용하면 전기장과 자기장을 이용해 분극 현상을 자유자재로 조절할 수 있어 새로운 비휘발성 메모리나 센서를 개발할 수 있다.

이에 양자역학적 계산을 통해 인듐 원자의 4d 오비탈에 있는 작은 틈을 통해 분극현상이 일어나 자체적 혼성화가 이루어진다는 사실을 밝혀냈다.

이와 함께 인듐원자의 4d 오비탈과 산소원자의 2p오비탈 사이에 형성되는 비대칭적 파동함수도 제시했다.

장 교수는 "이번 발견으로 지금까지 '꿈의 기억소자'로 불리며 전원이 꺼져도 데이터를 잃어버리지 않는 차세대 메모리 반도체 F램과 센서기술 개발에 새로운 전기를 가져올 것으로 기대하고 있다"고 말했다.

<용어설명>
▲분극현상 = 양이온과 음이온이 각자 다른 쪽으로 분리되는 현상.

▲오비탈 = 모든 물질은 원자로, 원자는 원자핵과 전자로 이뤄져 있다. 그 중 전자가 있는 전자껍질을 오비탈이라고 부른다. 오비탈은 모양에 따라 s오비탈, p오비탈, d오비탈 등으로 나뉜다.