• 대한기계학회논문집A
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• 제27권6호
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• pp.849-856
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• 2003

A three-dimensional constitutive model for polarization switching in ferroelectric materials is used to predict the formation of switching zones in an atomic force microscopy(AFM) tip/ferroelectric thin film/bottom electrode system via finite element simulation. Initially the ferrolectric film is poled upward and the bottom electrode is grounded. A strong dc field is imposed on a fixed point of the top surface of the film through the AFM tip. A small switching zone with downward polarization is nucleated and grows with time. It is found that initially the shape of the switched zone is that of a bulgy dagger, but later turn to the shape of a reversed cup with the lower part wider than the upper part. It can also be concluded that the size of switching zones increases with the period of applied electric potential. The present results are qualitatively consistent with experimental observations.

• 한국재료학회지
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• 제8권11호
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• pp.1048-1054
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• 1998

Pt 상부 전극 증착온도가 Pb(Zr,Ti)$O_3$(PZT) 박막의 전기적 특성에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. Pt 상부 전극을 $200^{\circ}C$이상의 고온에서 증착하는 경우, Pt 전극의 하부에 위치한 PZT 박막은 강유전 특성이 심하게 저하되었으나, Pt 전극이 증착되지 않았던 부분은 강유전 특성이 저하되지 않았다. 이와 같은 현상이 발생된 것은 진공 chamber 내의 수증기가 Pt 상부전극의 촉매 작용에 의해 수소 원자로 분해되고, 이 분해된 수소 원자가 고온에서 Pt 하부의 PZT 박막 내로 확산해 들어가 PZT박막에 산소 공공을 만들어 내기 때문이다. Pt의 촉매 작용이 없이는 수증기의 수소 원자로의 분해가 어려우므로 Pt 전극이 덮여져 있지 않는 PZT 박막은 강유전 특성이 저하되지 않는다. 이러한 강유전 특성의 저하는 산소 분위기의 RTA(rapid thermal annealing)처리에 의해 회복이 되었다. 한편, 누설전류 특성은 Pt 상부 전극의 증착온도가 증가함에 따라 향상되는 특성을 보였다.

• 전기의세계
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• 제46권4호
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• pp.28-33
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• 1997

본고에서는 현재까지 연구되어온 강유전 박막 물질과 이들의 응용분야들을 개관하고, 또한 비교적 최근에 강유전체 박막 형성에 적용된 pulsed laser deposition(PLD)법을 소개하고, 이를 이용한 강유전체 박막의 제작 및 응용에 대한 연구 동향을 고찰하고자 한다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 춘계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.37-37
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• 2003

Ferroelectric random acess memories (FeRAMs) 재료로 주목받고 있는 강유전 물질은 이미 여러 해 전부터 많은 물질들에 대해 연구가 진행되어 왔다. 그 중 낮은 공정 온도를 가지며 큰 remanent polarization 값을 갖는 lead zirconium titanate (PZT) 박막에 대해 많은 연구가 진행되고 있다. 하지만 Pt 기판위에 증착된 PZT 박막은 높은 피로 현상을 보이는 문제가 있다. 최근 Pulsed laser deposition이나 metal-organic vapor phase epitaxy (MOVPE) 등의 방법에 의해 epitaxial substituted-$Bi_4Ti_3O_{12}$ (La, Nd) 박막에 대해 보고가 되고 있다. 본 연구에서는 높은 remanent polarization 값을 갖는 $(Bi,Ce)_4Ti_3O_{12}$ (BCT) 박막을 pulsed laser deposition 방법을 사용하여 증착하였다. 또한 Bismuth의 양을 변화시켜 Bismuth의 양에 따른 remanent polarization의 변화를 확인하여 보았다. 사용된 기판은 Pt/$TiO_2$/$SiO_2$/Si 기판을 사용하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.190-190
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• 2010

본 연구에서는 Ti이 도핑된 ZnO의 성장 및 후처리 과정에 따른 구조적, 전기적, 자기적 특성에 관하여 보고한다. ZnTiO 박막은 Pt/SiO2/Si기판에 $500^{\circ}C$, 20 mTorr에서 RF 마그네트론 스퍼터법과 DC 마그네트론 스퍼터법으로 코스퍼터링을 통하여 증착 하였다. 그리고 박막 성장 후 질소분위기에서 $600{\sim}900^{\circ}C$($50^{\circ}$ step)에서 급속 열처리 공정(RTA)을 이용하여 후열처리에 따른 특성변화를 관찰하였다. 구조적 특성변화를 확인하기 위하여 XRD 측정을 하였으며, Ti이 Zn와 치환되어 성장 한 것을 관측하였다. 한편 자기적 특성 확인을 위한 SQUID 측정 결과, ZnTiO 박막에서 강자성 특성인 자기-이력곡선을 확인하였다. 또한 강유전 특성 분석을 위한 I-V 측정에서 ZnTiO 박막에서 강유전 특성인 전류-이력 현상을 관측하였다.

• 한국세라믹학회:학술대회논문집
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• 한국세라믹학회 2000년도 춘계총회,특별강연,심포지움,연구발표회
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• pp.153.1-153.1
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• 2000

• 전기의세계
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• 제50권11호
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• pp.18-23
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• 2001

• 센서학회지
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• 제11권4호
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• pp.247-253
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• 2002

초전형 적외선 센서를 제작하기 위하여 rf 마그네트론 스퍼터링법으로 $(Pb,La)TiO_3(PLT)$/$LiTaO_3$(LTO)/PLT 강유전 박막을 증착한 후 급속 열처리하여 열처리 온도와 시간에 따른 결정성을 조사하였다. 강유전 박막의 c축 배향도에 따른 비유전율 및 유전손실을 측정하고 C축 배향도가 가장 큰 강유전 박막으로 제작된 센서에 대해 초전계수를 측정하여 센서의 전압응답에 대한 성능지수($F_V$)와 감도에 대한 성능지수($F_D$)를 구하였다. 얻어진 $F_V$, $F_D$는 각각 $6.15{\times}10^{-10}\;C{\cdot}cm/J$, $1.98{\times}10^{-8}\;C{\cdot}cm/J$였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2004년도 추계학술대회 논문집 Vol.17
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• pp.191-194
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• 2004

Ferroelectric $Pb(Zr_{0.52}Ti_{0.48})O_3$ (PZT) 박막을 $Pt(111)/Ti/SiO_2/Si$ 기판위에 증착되었고, 수소 후열처리 후의 특성변화를 연구하였다. 동시에 10 nm의 $(Pb_{0.72}La_{0.28})Ti_{0.94}O_3$ (PLT) buffer를 사용한 PZT 박막의 수소 후열처리 효과를 관찰하였다. PZT 박막의 경우, 수소 후열처리 전과 후에 강유전 특성이 현저하게 감소한 반면, PLT buffer가 사용된 PZT 박막의 경우, 강유전 특성에 거의 변화가 없었다. 이는 PLT buffer를 사용함으로써 PZT 박막의 배향성이 향상되고, 이에 따라 forming gas에 의한 수소원자가 박막 내로의 침투가 어렵게 된다. 따라서 수소원자에 대한 PZT 박막의 열화되는 현상이 buffer를 사용하는 경우, 거의 나타나지 않게 된다.

• 한국세라믹학회지
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• 제37권11호
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• pp.1097-1104
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• 2000

MOD(Metal-Organic-Decomposition)법에 의해 $Y_2$O$_3$버퍼층에 Pt/TiO$_2$/SiO$_2$/Si 기판 위에 제조한 후, 그 표면 위에 졸-겔 방법으로 YMnO$_3$박막을 형성하였다. 기판의 종류와 수화조건 변화가 YMnO$_3$박막의 결정화 거동에 미치는 영향을 고찰하였으며, 또한 $Y_2$O$_3$버퍼층 유.무에 따른 Mn의 산화상태를 확인하고 이에 따른 유전특성 변화를 연구하였다. $Y_2$O$_3$버퍼층을 삽입하지 않고 직접 기판 위에 형성한 YMnO$_3$박막의 결정상은 기판의 종류 및 Rw 변화에 관계없이 orthorhombic 구조임이 확인되었다. 반면, $Y_2$O$_3$버퍼층 위에 형성된 YMnO$_3$박막의 경우에는 Rw($H_2O$/alkoxide mole ratio)가 0~6 범위 내에서 낮아질술고 hexagonal 결정상 성장에 유리하였으며, 또한 Pt(111)/TiO$_2$/SiO$_2$/Si 기판이 Ptd(200)/TiO$_2$/SiO$_2$/Si에 비하여 결정상 형성에 용이하였다. $Y_2$O$_3$버퍼층은 YMnO$_3$결정상 내에서 $Mn^{4+}$ 이온형성을 억제함으로써 누설전류밀도가 크게 감소되는 효과를 주었으며, 동시에 강유전 특성을 지닌 hexagonal 결정상 형성에 유리하게 작용하였다. 결론적으로, $Y_2$O$_3$는 Pt가 코팅된 Si 기판 위에 YMnO$_3$박막 제조시 그 강유전 특성을 향상시켜주는 우수한 버퍼층 재료임을 확인하였다.