대칭성은 물질의 성질을 근본적으로 결정하는, 현대 소재 과학의 핵심 요소입니다.

특히, 극성 (polar) 대칭은 전통적으로 강유전성, 압전성, 초전성, 비선형 광특성, 정류 및 광전지 효과와 같은 폭넓은 기능성을 가능케 해 왔습니다.

더욱이, 다양한 전자적 물성에 극성 대칭을 결합시키면 미래 전자공학을 위한 신기능성도 구현이 가능하여 최근 큰 관심을 끌고 있습니다.

하지만 안타깝게도 극성 대칭은 일부 결정 구조의 물질 등에만 제한적으로 존재합니다.

이러한 물질 분류의 제약없이 극성 대칭 소재를 개발하려는 연구가 최근 활발히 진행되고 있지만, 이 또한 매우 제한적인 결과를 보여주고 있습니다.

따라서 다양한 물질에서 강한 극성 대칭을 보편적으로 유도하고 신기능성을 구현할 수 있는 독창적 소재 개발 연구가 필요합니다.

이를 통해, 현대 산업 전반에 걸쳐 사용되고 있는 극성 소재의 기능성을 극대화할 수 있을 것입니다.

또한 궁극적으로 극성 대칭과 양립하기 힘든 극한의 조건이나 다양한 물성들을 인공적으로 극성 소재에 접목시켜 신기능성을 적극적으로 설계하고,

미래 산업 패러다임을 주도할 혁신적인 과학기술 개발에 이바지할 수 있을 것입니다.

본 연구에서, 저희 연구진은 단일 원자층 수준으로 제어된 인공적인 이종구조 박막에서 변전성 (flexoelectricity) 등의 활용도를 극대화할 계획입니다.

변전성이란, 물질을 휘었을 때 극성 대칭이 유도되는 현상을 말합니다.

변전성은 모든 물질에서 발생하는 보편적인 현상이기 때문에 최근에 매우 큰 관심을 불러일으키고 있지만, 여전히 그 활용도는 매우 제한적입니다.

따라서 본 연구진은 변전성과 같은 보편적인 극성 대칭 발현 원리에 극한의 원자층 제어를 접목시켜, 실제 소자에 응용 가능한 강한 극성 대칭을 보편적으로 유도하고자 합니다.

이러한 도전적인 연구를 통해 신기능성 극성 소재를 적극적으로 탐색하고, 기존 소재 과학의 한계를 극복하고자 합니다.