일반기술

망간이 도핑된 산화아연계 강자성 물질 및 그 제조 방법

본 기술은 망간이 도핑된 강자성 산화아연 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 산화아연 박막의 성장시 망간을 첨가함으로써 강자성을 갖게 되는 산화아연과 그 제조방법에 관한 것이다.본 기술의 산화아연계 강자성 물질은 액체 상태인 유기아연과 유기망간을 수소 또는 아르곤을 이용하여 기상의 상태로 반응기까지 운반하고 300∼1000 ℃의 기판에서 이를 산소와 화학 반응을 일으키게 하여 박막으로 성장시킬 수 있다.상기 방법에 따라 제조된 망간이 고용화된 산화아연은 망간이 산화아연으로부터 상분리를 일으키지 않고 단일상을 이루며, 그 결정구조도 산화아연의 결정구조를 그대로 유지한다. 본 기술에 의해 형성된 산화아연은 망간 (Mn)이 첨가됨에 따라 강자성이 나타나 다양한 전자소자 및 광소자에 효율적으로 사용될 수 있다.본 기술에 따른, 망간(Mn)이 도핑된 산화아연은 성장시 적정량의, 즉 산화망간 상이 분리되지 않을 정도의 망간(Mn)을 첨가함으로써, 강자성을 띄는 강자성 반도체 물질을 합성하여 다양한 광소자 및 전자 소자에 효율적으로 사용될 수 있다. 망간이 첨가된 산화아연에서는 강자성 현상이 보고된 바 없었으나 본 연구에서 신규하게 망간(Mn)을 산화아연에 첨가함으로써 강자성 현상을 보이는 산화아연을 발명하였으며 이러한 기술을 토대로 반도체의 강자성을 이용하는 모든 소자에 응용이 가능하다. 스핀트로닉스(spintronics)라 불리는 이 연구 분야는 크게 강자성 금속을 이용하는 분야와 강자성 반도체를 이용하는 분야로 나뉘는데 강자성 반도체를 이용할 경우 기존의 반도체 산업에서 전자의 전하뿐만 아니라 스핀을 이용할 수 있게 된다. 강자성 반도체 제작은 고밀도 정보 저장뿐만 아니라 양자 연산(quantum computing) 및 송수신이 가능하게 되어 양자컴퓨터 제작에 토대가 되리라 기대된다. 이렇게 강자성 반도체를 이용하는 소자로는 전자의 스핀과 전하를 동시에, 또는 전자의 스핀을 이용하는 전자 소자, 자기 소자 및 광소자와 스핀 소자 등이 있을 수 있다.