망간산화물 다중강성현상 원인 세계 첫 규명 성대 박제근교수팀 논문 Nature誌 게재 차세대 전자소재/소자 개발 ‘중성자산란’ 연구 탄력 성균관대학교 박제근교수(물리학전공)와 이성수박사 연구팀의 차세대 전자소재 및 소자로 가능성이 높은 다 중강성(multiferroic) 물질인 육방구조 망간산화물(RMnO3)의 다중강성현상이 강한 스핀-격자 결합에 의해 발생한다는 것을 세계 최초로 밝힌 논문이 Nature지 최근호(2월 14일자)에 게재되어 재료과학계 전반에 걸 쳐 주목을 받고 있다. 박교수팀의 연구논문은 육방구조 망간산화물에 대한 중성자산란 연구를 통하여 다중강성(강유전성과 강자성 을 모두 갖춘 복합적인 성질) 현상의 원인을 찾아냈으며, 단순히 다중강성계 물질 발견에 그치지 않고 다중강 성의 구조 및 존재의 근본원인을 규명했다는 데 그 의미가 크다. 이 연구를 바탕으로 다중강성 물질 속의 강 유전성과 강자성을 임의로 변화시킬 수 있을 뿐만 아니라, 궁극적으로 관련 산업 및 미래 신소재/소자 개발에 도 큰 영향을 줄 것으로 기대된다. 재료과학에서 강유전성과 강자성 물질은 산업기술 전반에 응용되고 있는 중요한 분야이다. 예를 들어, 물질 의 강유전성은 컴퓨터 메모리칩 등에 적용되고 있으며, 물질의 강자성은 하드디스크 자기헤드에서 모든 전기 제품의 모터까지 활용되고 있다. 지금까지 산업체에서 사용되는 많은 유전체와 자성체는 한 가지 기능만을 가지고 있는데, 최근 여러 기능을 가지는 물질을 사용하여 새로운 개념의 소재와 소자를 개발하려는 노력이 전 세계적으로 활발하게 이루어지고 있다. 이런 노력이 결실을 맺으면, 미래에는 한 가지 물질이 여러 기능 을 한꺼번에 갖출 수 있는 완전히 새로운 개념의 제품 개발이 가능해지게 된다. 다중강성 물질의 연구는 현재 전세계적으로 활발하게 진행되고 있으며, 산업적으로 응용성이 매우 높다. 특 히, 기존의 전자소자와 결합될 경우 지금까지 알려진 것과는 완전히 다른 개념의 소자도 가능하다. 박교수는 “다중강성 물질 분야에서 한국의 과학계 수준은 아주 높고, 한국원자력연구소의 중성자산란 시설들이 완공되 면 다중강성 물질의 국내 연구가 한층 더 탄력을 받을 것”이라고 말했다. 박교수팀의 이번 연구는 학술진흥재단, 복합다체계 물성연구센터(과학재단-우수연구센터), 한국원자력연구 소 냉중성자연구기반 사업, 연암재단의 지원으로 이루어졌다. ★중성자산란 연구 : 중성자(neutron)를 사용하여 물질의 구조와 동력학을 연구하는 것으로 재료과학 연구 에 있어 필수적인 연구방법이다. 우리나라에는 한국원자력연구소에 세계적인 연구시설인 30 MW의 하나로 가 있는데, 현재 건설되고 있는 냉중성자 연구시설이 완공되면 우수한 첨단연구들을 국내에서도 수행할 수 있다. ★박교수의 주요 수상경력 : 2007년 연암재단 해외 연구교수 2007년 시사저널 선정 Young Leaders 2006년 과학재단 우수 연구성과 50 선정 1996년 Alexander von Humboldt Research Fellowship, 독일 1995년 Rosalind Franklin Prize, University of London, 영국