[더테크=조재호 기자] 카이스트와 제네바 대학교의 공동 연구로 차세대 반도체 메모리 소재로 주목받는 강유전체에 화학물질 없이 식각할 수 있는 연구에 성공했다.

카이스트는 26일 홍승범 신소재공학과 교수 연구팀이 제네바 대학교와 국제 공동 연구를 통해 강유전체 표면의 비대칭 마멸현상을 세계 최초로 관찰 및 규명했고 이를 통해 혁신적인 나노 패터닝 기술을 개발했다고 밝혔다.

나노 패터닝 기술은 소재의 표면에 나노스케일로 정밀한 패턴을 생성해 다양한 첨단 기술 분야에서 제품 성능을 향상하는 데 활용되는 기술을 말한다.

연구팀은 강유전체의 트라볼로지 특성이 나노 단위에서 강한 응력이 가해질 때 발생하는 변전 효과로 인해 강유전체 내부의 분극 방향에 따른 상호작용으로 트라이볼로지 특성이 바뀌게 되는 점을 발견했다. 이를 응용해 소재의 나노 패터닝에 응용했다.

이러한 패터닝 방식은 기존의 반도체 패터닝 방식과 다르게 화학물질 및 고비용의 리소그래피 장비가 필요하지 않고 기존 공정에 대비 매우 빠르게 나노 구조를 제작할 수 있다는 장점이 있다.

연구를 이끈 홍승범 교수는 “이번 연구에서 개발된 패터닝 기술은 기존 반도체 공정에 쓰이는 패터닝 공정과 달리 화학물질을 사용하지 않고, 매우 낮은 비용으로 대면적 나노 구조를 만들 수 있어 산업적으로 활용될 수 있는 잠재력을 지녔다”고 전망했다.

공동 연구자인 파루치(Paruch) 제네바 대학교 파루치 교수도 “변전 효과를 통해 강유전체의 도메인이 분극 방향에 따라 서로 다른 특성을 나타내는 것을 활용함으로써 다양하고 유용한 기술들을 개발할 수 있을 것”이라며 강한 자신감을 피력했다.

이번 연구는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’에 1월 9일 자로 게재됐다.