이준희 연구실

본 연구는 산화텅스텐(WO₃₋ₓ) 박막층을 도입하여 Hf₀.₅Zr₀.₅O₂ 강유전체의 고온 안정성을 향상시킵니다. 125°C에서 강유전-반강유전 전이를 억제하고 웨이크업 효과를 10⁵에서 10으로 감소시켜 JEDEC 표준을 만족합니다. DFT 계산 결과 WO₃가 정방정-사방정 상 에너지 간격을 증가시켜 고온에서 사방정 상의 안정성을 향상시킵니다.

본 연구는 질소 도핑을 통해 강유전성 HfO₂에서 전기적으로 제어 가능한 자성을 유도하여 다강성을 구현합니다. 제1원리 계산 결과 질소 치환은 극성층의 전기적으로 전환 가능한 산소 위치에서 선택적으로 발생하며, 약 0.7μB의 자기 모멘트를 가진 국소화된 정공을 생성합니다. 강유전 분극 반전 시 단일 이온 이방성 쉬운축이 162° 회전하며, N 도핑된 HfO₂는 12.5% 도핑 수준까지 강한 강유전성(Pr≈45.5μC/cm²)과 절연 상태를 유지합니다.

CoWO4−δ에서 산화 사이클을 표면에서 부표면의 W5+로 이동시켜 산화환원과 흡착 부위를 분리함으로써 물 산화 활성과 안정성을 크게 향상시킵니다.

본 연구는 제1원리 계산과 군론을 기반으로 HfO₂/ZrO₂ 초격자의 적층 방향에 따른 특성을 탐구했습니다. [010] 방향 초격자에서 발견된 중간 정방정계 Pmn2₁상이 반강유성과 강유성 상 사이의 에너지 장벽을 감소시켜 거의 wake-up이 없는 강유성을 달성하며, 동시에 강유성 분극 전환에 필요한 에너지를 낮춰 보자력을 감소시키면서 벌크 HfO₂의 분극 크기를 유지합니다.

본 연구는 밀도함수이론 시뮬레이션과 포논 분석을 통해 HfO₂의 삽입형 도핑이 강유전성 R3m 상의 포논 모드 간 삼선형 결합을 강화하여 분극을 증가시키고 강제장을 현저히 감소시키는 메커니즘을 규명합니다. Ti, Ce, Hf, Zr 등 다양한 도펀트와 압축 변형의 조합이 강유전 특성을 효과적으로 조절할 수 있음을 보여줍니다.