• Journal of the KSME
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• v.34 no.9
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• pp.688-697
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• 1994

유체유동이나 열전달 그리고 물질전달 (물질의 혼합 및 확산) 또는 이들 현상이 복합적으로 나 타나는 각종 기계의 설계와 성능 해석을 하기 위해서는 그 현상을 지배하는 편미분 방정식들의 해를 수치적으로 구해야 한다. 유동 상태가 충류 유동인 경우는 지배 방정식의 수가 알고자 하는 미지변수 즉 속도, 압력, 온도, 농도 등의 개수와 같고 또한 이들 변수들의 변동이 그리 심하지 않기 때문에 적절한 수치 해법을 사용하면 그 해를 구할 수 있다. 그러나 난류유동의 경우에는 변수들이 시간상으로 또한 공간적으로 대단히 심하게 변동(fluctuation)하기 때문에 공 학적으로 우리가 원하는 정보들, 즉, 표면 마찰저항이나 양력, 얼전달 계수, 물질 확산계수 등을 현재 수준의 전자계산기로 계산하는 데는 계산시간이 엄청나게 소요될 뿐만 아니라 변수 저장 메모리도 과도하게 차지하기 때문에 실제적인 계산 방법이 되지 못하고 있다. 이러한 이유로 변수들의 순간 변화 상태를 나타내는 지배 방정식들을 해석하는 대신에 이들 지배 방정식의 시 간평균을 취하여 유도한 난류 방정식들을 사용하게 된다. 그러나 이 시간 평균 과정에서 파생 되는 또 다른 미지의 난류 변수들 때문에 난류 지배 방정식에 있어서는 그 지배 방정식의 개수 보다 미지 변수의 개수가 많아져서 난류 지배 방정식을 풀기 위해서는 시간평균 과정에서 나타난 난류 변수들을 원래 있던 미지 변수들의 함수나 방정식의 형태로 가정할 필요가 있게 되는데 이 가정되는 함수 관계들을 난류 계산 모형이라고 한다. 난류 계산 모형은 물리적인 통찰과 직관에 의해서 실용적인 형태로 가정되기도 하지만 최근에는 논리적으로 엄격한 모형 원칙에 따른 수 학적인 방법으로 유도되고 있는데 이 글에서는 일반 독자들이 쉽게 이해할 수 있도록 마하수가 낮은 2차원 비압축성 난류 유동을 예로 들어 x-y 직교 좌표계에서 표현되는 난류 계산 모형들을 소개하고 앞으로듸 발전 방향을 개관하며 현재의 응용 사례들을 예로 들어 모형의 성능을 비교 하여 보기로 한다.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.24 no.11
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• pp.855-858
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• 2011

In this paper, in order to suppress unwanted current paths originating from adjacent cells in a passive crossbar array based on resistive random access memory (RRAM) without extrinsic switching devices, 1-diode type RRAM which consists of a 0.2% chromium-doped strontium titanate (Cr-$SrTiO_3$) film deposited on a silicon substrate, was proposed for high packing density, and intrinsic rectifying characteristics from the current versus voltage characteristics were successfully demonstrated.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.29 no.3
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• pp.135-140
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• 2016

In this study, we developed the solution-processed PMMA-$HfO_x$ hybrid ReRAM devices to overcome the respective drawbacks of organic and inorganic materials. The performances of PMMA-$HfO_x$ hybrid ReRAM were compared to those of PMMA- and $HfO_x$-based ReRAMs. Bipolar resistive switching behavior was observed from these ReRAMs. The PMMA-$HfO_x$ hybrid ReRAMs showed a larger operation voltage margin and memory window than PMMA-based and $HfO_x$-based ReRAMs. The reliability and electrical instability of ReRAMs were remarkably improved by blending the $HfO_x$ into PMMA. An Ohmic conduction path was commonly generated in the LRS (low resistance state). In HRS (high resistance state), the PMMA-based ReRAM showed SCLC (space charge limited conduction). the PMMA-$HfO_x$ hybrid ReRAM and $HfO_x$-based ReRAM revealed the Pool-Frenkel conduction. As a result of flexibility test, serious defects were generated in $HfO_x$ film deposited on PI (polyimide) substrate. On the other hand, the PMMA and PMMA-$HfO_x$ films showed an excellent flexibility without defect generation.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.33 no.6
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• pp.433-438
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• 2020

To enhance the tunneling electroresistance (TER) ratio of a ferroelectric tunnel junction (FTJ) device using Al-doped HfO₂ thin films, a thin insulating layer was prepared on a TiN bottom electrode, for which TiN was preliminarily treated at various temperatures in O₂ ambient. The composition and thickness of the inserted insulating layer were optimized at 600℃ and 50 Torr, and the FTJ showed a high TER ratio of 430. During the heat treatments, a titanium oxide layer formed on the surface of TiN, that suppressed oxygen vacancy generation in the ferroelectric thin film. It was found that the fabricated FTJ device exhibits two distinct resistance states with higher tunneling currents by properly heat-treating the TiN bottom electrode of the HfO₂-based FTJ devices in O₂ ambient.

• Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers
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• v.52 no.4
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• pp.80-87
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• 2015

Memristor is a new kind of memory device whose resistance varies depending upon applied charge and whose previous resistance state is preserved even when its power is off. Ordinary memristor has a nonlinear programming characteristics about time when a constant voltage is applied. For the easiness of programming, it is desirable that resistance is programmed linearly about time. We had proposed previously a memristor bridge configuration with which weight can be programmed nicely in positive, negative or zero. In memristor bridge circuit, two memristors are connected in series with different polarity. Memristors are complementary each other and it follows that the memristance variation is linear with respect to time. In this paper, the linearization effect of weight programming of memristor bridge synapse is investigated and verified about both $TiO_2$ memristor from HP and a nonlinear memristor with a window function. Memristor bridge circuit would be helpful to conduct synaptic weight programming.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2012.05a
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• pp.78.2-78.2
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• 2012

최근 PRAM의 집적도 향상 및 3차원 적층에 의한 메모리 용량 향상을 위해 셀 선택 스위치로서 박막형 Ovonic Threshold Switching (OTS) 소자를 적용한 Cross bar 구조의 PRAM이 제안된 바 있다. OTS 소자는 비정질 칼코지나이드를 핵심층으로 하는 2단자 소자로서 고저항의 Off 상태에 특정 값 (문턱스위칭 전압) 이상의 전압을 가해주면 저저항의 On 상태로 바뀌고 다시 특정 값 (유지전압) 이하로 전압을 감소시킴에 따라 고저항의 Off 상태로 복원하는 특성을 갖는다. 셀 선택용 스위치로 적용되기 위해서는 핵심적으로 On-Off 상태간의 가역적인 변화 중에도 재료가 비정질 구조를 안정하게 유지해야 하며 전기적으로는 Off 상탱의 저항이 크고 또한 전류값의 점멸비가 커야 한다. GeSe는 이원계 재료로서 단수한 구성에도 불구하고 OTS 소자가 갖추어야할 기본적인 특성을 가지는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 GeSe로 구성된 OTS 재료에 경원소인 질소를 첨가하여 비정질 상태의 안정성과 소자특성의 개선 효과를 조사하였다. RF-puttering 시 Ar과 $N_2$의 혼합 Gas를 사용하여 조성이 $Ge_{62}Se_{38}$ ($N_2$ : 3%)인 박막을 제작하여 DSC를 통해 결정화온도(Tx)를 확인하였고, $N_2$ gas의 함유량이 각각 1 %, 2 %, 3 %인 $Ge_{62}Se_{38}$인 박막을 전극의 접촉 부 면적이 $10{\times}10\;{\mu}m^2$인 cross-bar 구조의 소자로 제작하여 Threshold switching voltage ($V_{th}$), Delay time ($t_d$), $I_{on}/I_{off}$ 그리고 Endurance 특성을 평가하였다. DSC 분석 결과 $N_2$ 가 3 % 첨가된 GeSe 박막은 Tx가 $371^{\circ}C$에서 $399^{\circ}C$로 증가되었다. $N_2$가 1% 첨가된 GeSe 소자를 측정한 결과 $V_{th}$의 변화 없는 가운데 $I_{on}/I_{off}$이 약 $2{\times}10^3$에서 $5{\times}10^4$로 향상되었다. Endurance 특성 역시 $10^4$에서 $10^5$번으로 향상되었다. $t_d$의 경우 비정질 상태의 저항 증가로 인해 약 50% 증가되었다. 이러한 $N_2$의 첨가로 인한 비정질 GeSe 박막의 변화 원인에 대한 분석 결과를 소개할 예정이다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.55-55
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• 2011

질소 등을 GST225 상변화재료에 첨가시켜 비저항을 증가시킴으로서 PCRAM의 동작 전류를 감소시킨 연구가 선행된 바 있다. 본 연구에서는 GST225와 달리 고속 동작 특성을 갖는 것으로 널리 알려진 Ge-doped SbTe (GeST) 상변화 재료에 Carbon을 첨가하여 박막 특성을 연구하여 동작 전류 감소의 가능성을 타진하였다. 실험을 위한 박막 제작을 위해 2 inch size의 GeST 및 C doped GeST (C-GeST) single target을 이용하여 RF magnetron co-sputtering 하였다. 박막은 carbon이 첨가되지 않은 GeST와 carbon 첨가량이 늘어나는 순서로 C-GeST 1, C-GeST 2, C-GeST 3로 구성된다. 이 때 제작한 박막의 composition analysis를 위해 XRF/RBS/AES가 사용되었고 제작된 박막의 기본적인 특성평가를 위해 resistivity(${\rho}$)와 crystallzation temp.(Cx), surface morphology(AFM), x-ray diffraction pattern(XRD)를 측정하였다. 실험결과 GeST, C-GeST 1, C-GeST 2, C-GeST 3 박막의 Cx는 각각 209, 225, 233, $245^{\circ}C$로 측정되어 carbon 첨가량이 증가됨에 따라 결정화 온도가 증가되는 것을 알 수 있었다. 또한 ${\rho}$도 마찬가지로 annealing 온도를 약 $320^{\circ}C$로 할 경우 ${\rho}$(as-dep)와 ${\rho}$(crystalline) 모두 0.03 / $2.61*10^{-6}$, 0.08 / $7.93*10^{-6}$, 0.09 / $11.99*10^{-6}$, 0.13 / $13.49*10^{-6}{\Omega}{\cdot}m$로 증가하였다. 증가된 ${\rho}$의 원인이 박막의 grain size의 감소라고 단언 할 수는 없으나 AFM 측정결과 grain이라고 추측되는 박막 feature들의 size가 점차 감소하는 것을 확인하였다.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.18 no.3
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• pp.663-669
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• 2014

The electrical characteristics of RRAM with different annealing temperature and thickness have been measured and discussed. The devices with Pt/Ti top electrode of 150nm, Pt bottom electrode of 150nm, $HfO_2$ oxide thickness of 45nm and 70nm have been fabricated. The fabricated device were classified by 3 different kinds according to the annealing temperature, such as non-annealed, annealed at $500^{\circ}C$ and annealed at $850^{\circ}C$. The set and reset voltages and the variation of resistance with temperatures have been measured as electrical properties. From the measurement, it was found that the set voltages were decreased and the reset voltage were increased slightly, and thus the sensing window was decreased with increasing of measurement temperatures. It was remarkable that the device annealed at $850^{\circ}C$ showed the best performances. Although the device with thickness of 45nm showed better performances in the point of the sensing window, the resistance of 45nm devices was large relatively in the low resistive state. It can be expected to enhance the device performances with ultra thin RRAM if the defect generation could be reduced at the $HfO_2$ deposition process.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.27 no.1
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• pp.25-29
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• 2020

This study demonstrates direct-patternable amorphous TiO_x resistive switching (RS) device and the fabrication method using photochemical metal-organic deposition (PMOD). For making photosensitive stock solutions, Ti(IV) 2-ethylhexanoate was used as starting precursor. Photochemical reaction by UV exposure was observed and analyzed by Fourier transform infrared spectroscopy and the reaction was completed within 10 minutes. Uniformly formed 20 nm thick amorphous TiO_x film was confirmed by atomic force microscopy. Amorphous TiO_x RS device, formed as 6 × 6 ㎛ square on 4 ㎛ width electrode, showed forming-less RS behavior in ±4 V and on/off ratio ≈ 20 at 0.1 V. This result shows PMOD process could be applied for low temperature processed ReRAM device and/or low cost, flexible memory device.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.29 no.5
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• pp.268-273
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• 2016

In this study, we observed current-voltage characteristics of the MIM (metal-insulator-metal) structure. The $WO_x$ material was used between metal electrodes as the oxide insulator. The structure of the $Al/WO_x/TiN$ shows bipolar resistive switching and the operating direction of the resistive switching is clockwise, which means set at negative voltage and reset at positive voltage. The set process from HRS (high resistance state) to LRS (low resistance state) occurred at -2.6V. The reset process from LRS to HRS occurred at 2.78V. The on/off current ratio was about 10 and resistive switching was performed for 5 cycles in the endurance characteristics. With consecutive switching cycles, the stable $V_{set}$ and $V_{reset}$ were observed. The electrical transport mechanism of the device was based on the migration of oxygen ions and the current-voltage curve is following (Ohm's Law ${\rightarrow}$ Trap-Controlled Space Charge Limited Current ${\rightarrow}$ Ohm's Law) process in the positive voltage region.