| 초록 |
본 연구에서는 BaTiO3/SrTiO3 인공격자를 이용하여 단일막에서는 얻을 수 없는 격자 변형도를 얻었다. 이 실험적 데이터를 기초로 하여 density functional theory (DFT)라고 불리는 범함수밀도론를 기초한 제일원리적 계산 방법을 통하여 격자 변형된 SrTiO3와 BaTiO3의 구조적, 전기적 특성을 계산하였다. 각 산화물 격자의 안정성을 분석하기 위하여 Vienna Ab-intio Simulation Package (VASP) code가 사용되었다. SrTiO3와 BaTiO3 산화물 격자의 안정성 분석 후, frozen-phonon 계산 방법을 사용하여 zone-centered optical phonon mode가 계산되었으며, mode effective charge는 Berry-phase polarization으로부터 얻어졌다. 이를 통하여 제일원리적 계산에 의한 격자 변형된 SrTiO3와 BaTiO3 산화물 격자의 유전 상수가 계산되었다. SrTiO3 격자가 격자변형이 일어나지 않은 상태로부터 c/a= 0.985로 격자 변형이 일어남에 따라 optical phonon mode는 점차 softening되어 유전 상수 값을 크게 증가시켰다. 또한, 격자변형이 더 진행됨에 따라 optical phonon mode는 점차 hardening되었으며, 유전상수의 감소를 가져왔다. BaTiO3 격자의 경우 SrTiO3 격자와는 달리 격자 변형이 1.01 ∼ 1.023으로 진행됨에 따라 optical phonon frequency가 증가하였으며 격자 변형이 더 진행됨에 따라 optical phonon frequency는 감소하였다. 하지만 optical phonon이 높은 주파수 대역에서 변하기 때문에 유전상수에 크게 미치는 영향을 미치지 못하였으며, 격자변형에 따른 BaTiO3 격자의 유전상수 증가의 원인은 Born effective charge의 증가때문이라고 사료된다. |
