고체물성이론 연구실은 전자의 에너지 구조와 파동함수, 총에너지 등의 계산을 이용하여, 고체물질의 물성을 미시적 차원에서의 이론적으로 이해하는 연구를 수행하고 있다.
현재의 주 연구주제는 강유전체와 자성반도체의 물성연구 및 결함의 역할규명이다. 결함은 강유전체의 분극반전의 운동학적 측면에서 큰 영향을 미치는 것으로 알려져 있어, 분극반전의 이해를 위해 결함의 미시적 측면에서의 역할규명이 매우 중요하다. 강유전체 연구는 최근의 반도체 메모리 산업과 관련된다. 그리고 최근 스핀공학의 도래를 위해 자성반도체가 하나의 중요한 물질로 폭 넓게 연구되고 있는데, 자성반도체는 반도체내에 자성 분술물을 주입하여 반도체성질과 자석의 성질을 동시에 갖게 하여 자석성질과 전기적 성질을 동시에 갖게 하여 자석성질과 전기적 성질을 동시에 이용하여 스핀공학이라는 새로운 분야의 창출을 목적으로 최근에 세계적으로 활발하게 연구되고 있다. 현재 그 스핀 상호작용과 자성의 미시적 매카니즘의 규명을 위해 연구하고 있다. 강유전체연구는 학술진흥재단의 중점연구과제로 수행하고 있고, 자성반도체연구는 과학재단의 선도기초연구실과제의 도움을 받고 있다. 부산대학교는 고체물리의 실험적 연구에 대한 연구역량이 잘 갖추어져 있어, 유전체물성연구소 내 많은 실험연구팀과 협력 연구를 바탕으로 물질의 직접적 이해를 도모하고 실험연구와 이론연구의 상호보완 관계를 중시한다.
더불어 국내 여러 실험연구팀과의 협력 연구와 함께, 이론적 물리 연구를 바탕으로 산업 발전에 기여하고자, 삼성전자의 강유전체를 이용한 FRAM 메모리 연구팀과 연구 협력 관계를 구축하고 있다. 서울대학교의 노태원 교수, 수원대학교 윤종걸교수와 함께 삼성전자 강유전체 연구팀과 FRAM 소자의 신뢰성 문제 극복을 위하여 연구협력을 한다. 그리고 국외적으로 미국의 NEC 연구소와도 자성반도체 관련 공동 연구를 수행하고 있으며, 또한 일본의 추쿠바 대학의 응용물리학부 저차원 물리계 연구팀 마추이츠 교수와 연구 협력관계를 통해 최근 유기-무기 합성물의 저차원계의 물성에 대한 연구에 매진하고 있다. 이 물질의 장점은 유기물과 무기물의 구성비를 조정하면 양자점, 양자판, 양자선 등의 구조로 결정체를 만들 수 있다는 사실이다. 특히 양자판에서 2차원 전자기체에서 초전도의 가능성까지 제기 되고 있다. 학문적으로 매우 흥미있는 분야이어서 가까운 일본에서는 연구그룹이 형성되어 있다. 본 연구실은 추쿠바 대학의 실험연구팀과 함께 연구협력을 하며, 차세대 광학소재 또는 새로운 전자소재로써의 응용가능성을 찾고 있다.
박철홍 교수
- cpark@pusan.ac.kr
- KAIST 이학박사
- 금성사(현LG) 중앙연구소 주임연구원
- 미국 NEC연구소 연구원
컴퓨터 시뮬레이션을 이용한 물질의 전자 소재물리, 강유전체, 반도체, 자성체