• 제목/요약/키워드: 초격자

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나노 구조로 된 $BaTiO_3$/Sr$TiO_3$ 산화물 인공격자의 두께 의존적인 유전특성 (Thickness dependent dielectric properties of $BaTiO_3$/Sr$TiO_3$ Nano-structured artificial lattices)

  • 김주호;김이준;정동근;김인우;제정호;이재찬
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2003년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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    • pp.56-56
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    • 2003
  • BaTiO$_3$, SrTiO$_3$단일막과 BaTiO$_3$ (BTO)/SrTiO$_3$ (STO) 산화물 인공격자를 pulsed laser deposition (PLD) 법에 의해서 100 nm 두께의 (La,Sr)CoO3 (LSCO) 산화물 전극이 코핑된 MgO 단결정 기판 위에 증착시켰다. 이러한 기판위에서 2 unit cell의 적층 두께를 갖는 BTO/STO 초격자 (=BTO2/STO2)를 100~5 nm까지 변화시켰다. 또한 BTO와 STO 단일막도 같은 두께로 변화시켰다. 이러한 두께 범위에서 BTO, STO 단일막과 초격자의 격자변형에 따른 유전특성을 살펴 보았다. 두께 변화에 따른 단일막과 초격자의 구조 분석은 포항 방사광 가속기의 x-ray 회절에 의해서 이루어졌다. 다양한 두께를 갖는 BTO2/STO2 초격자에서 BTO와 STO 충은 in-plane 방향으로 격자정합을 유지하면서 변형되었다. 두께가 얇아지면서 하부 LSCO영향으로 BTO, STO의 n-plane 격자상수는 LSCO 격자상수 쪽으로 접근하였다. Out-of-plane 방향의 BTO 격자상수는 두께가 얇아지면서 증가하였고 반면에 STO 격자상수는 감소하였다. STO와 BTO 단일막의 격자변형은 두께가 얇아지면서 in-plane 방향으로 압축응력으로 인해 증가하였다. 그러나, 격자부정합도가 큰 BTO격자에서 더 많이 변형되었다. 또한 초격자에서 BTO격자가 BTO 단일막보다 더 많이 변형되었는데 초격자에서는 BTO, STO 두 층의 발달된 변형뿐만 아니라 하부 LSCO/MgO 기판의 영향을 함께 받고 있기 때문이다. 초격자와 단일막의 유전상수를 살펴보면은 두께가 감소하면서 유전상수가 감소하는 size effect을 보이고 있다. 하지만 초격자에서의 유전상수가 단일막보다 우수한 유전특성을 보이고 있다. 이러한 결과로 볼 때 격자변형이 size effect 영향을 끼치는 중요한 요소임을 확인하였다.

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RF Magnetron Sputtering으로 증착된 PTO/PZO 초격자 박막의 유전 특성 (Dielectric properties of PTO/PZO superlattices prepared by RF Magnetron Sputterring)

  • 한현자;이병수
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2003년도 춘계학술발표강연 및 논문개요집
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    • pp.38-38
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    • 2003
  • PTO/PZO 초격자 박막은 박막 계면에 응력이 발생하여 기존의 박막처럼 size effect가 적용되지 않고 두께가 감소해도 높은 유전상수를 갖는다. Antiferroelectric PbZrO$_3$(PZO)와 ferroelectric PbTiO$_3$(PTO)를 적층 성장시킨 초격자는 400도에서 성장한 (100) Pt/SiO$_2$기판 위에 rf magnetron sputtering으로 증착하였다. PTO/PZO의 증착 주기는 30(PTO $_{4unti cells}$/PZO $_{4unti cells}$) 에서 1(PTO $_{125unti cells}$/PZO $_{125unti cells}$)까지 두께의 변화를 주어 준비했고 초격자 박막의 전체두께는 100nm로 고정시켰다. XRD결과, PTO/PZO는 주기에 따라 초격자의 특성인 main peak과 satellite peak을 관찰 할 수 있었다. 초격자의 주기가 감소함에 따라 2$\theta$값이 증가하고 평균 d 값이 감소되면서 PTO층에 뒤틀림이 증가하였다. PTO층의 뒤틀림 증가로 인해 superlattice의 주기가 증가함에 따라 초격자의 유전율이 증가하였고 강유전성이 향상되었다.향상되었다.

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초격자를 응용한 고속소자 개발현황

  • 이재진;이종람;맹성재;김진섭
    • 전자통신동향분석
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    • 제3권2호
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    • pp.27-36
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    • 1988
  • GaAs는 Si보다 이동도가 커서 고속성을 나타낸다. 그런데 이동도는 온도에 따라 저온에서는 불순물의 영향을 받으며 실온 이상에서는 격자 산란의 영향을 받는다. HEMT는 불순물의 영향을 제거하여 초고속성을 가지나 격자산란의 효과는 제거하지 못하였다. 격자산란을 제거하기 위해 HEMT소자에 초격자를 도입하여 초격자 응용 HEMT가 MBE에 의하여 개발되고 있다.

투과전자현미경에 의한 $\textrm{Zn}_{1-x}\textrm{Co}_{x}\textrm{Se}$박막 및 (ZnSe/FeSe) 초격자 박막의 미세구조 분석 (Micro structural Characterization of $\textrm{Zn}_{1-x}\textrm{Co}_{x}\textrm{Se}$ Epilayers and (ZnSe/FeSe) Superlattice by Transmission Electron Microscopy)

  • 박경순
    • 한국재료학회지
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    • 제7권10호
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    • pp.914-918
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    • 1997
  • MBS에 의해(001)GaAs기판 위에 성장된 Zn$_{1-x}$Co$_{x}$Se(x=1.0, 7.4, 9.5 %)반도체 박막과 (ZnSe/FeSe)반도체 초격자 박막의 미세구조를 투과전자현미경을 이용하여 연구하였다. Zn$_{1-x}$Co$_{x}$Se 박막 시편의 경우, 박막과 기판 사이의 격자 불일치때문에 a/2<110>형태의 버거즈 벡터를 가지는 부정합 전위를 관찰하였다. 모든 Zn$_{1-x}$Co$_{x}$Se 박막과 기판의 계면은 뚜렷이 구별되었고, 계면에서 산화물이나 이물질이 존재하지 않았다. 또한, (ZnSe/FeSe)초격자를 성장시키기 전에 GaAs기판 위에 ZnSe바닥층을 넣음으로써 고품질의 (ZnSe/FeSe)초격자를 얻었다. (ZnSe/FeSe)초격자에 있는 FeSe는 섬아연광 결정구조로 존재하였다.

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표면탄성파 전파속도 측정에 의한 초격자 다층박막의 유효탄성계수 결정 (Determination of the Effective Elastic Constants of a Superlattice Film by Measuring SAW Velocities)

  • 김진오
    • 한국음향학회지
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    • 제19권5호
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    • pp.41-45
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    • 2000
  • 단결정 초격자 다층박막의 유효탄성계수를 표면탄성파 전파속도에 근거하는 두 가지 방법에 의하여 결정하였다. 첫째 방법은 구성층의 탄성계수로부터 초격자의 유효탄성계수를 계산하는 공식을 사용한다. 계산된 유효탄성계수로 계산한 기판 위 박막의 표면탄성파 전파속도와 선집속 초음파현미경으로 측정한 표면탄성파 전파속도를 비교하여 그 유효탄성계수를 검증한다. 둘째 방법은 선집속 초음파현미경으로 측정한 표면탄성파 전파속도 분산 데이터로부터 역산하여 초격자 다층박막의 유효탄성계수를 결정한다. 두 가지 방법을 TiN/NbN 초격자 다층박막에 적용하여 서로 잘 일치하는 결과를 얻었다.

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SiC 매트릭스를 이용한 실리콘 양자점 초격자 박막 제조 (Fabrication of Si quantum dots superlattice embedded in SiC matrix)

  • 김현종;문지현;조준식;장보윤;고창현;박상현;윤경훈;송진수;오병성;이정철
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.163-166
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    • 2009
  • 다중접합 초 고효율 태양전지 제조를 위해 SiC 매트릭스를 이용한 실리콘 양자점 초격자 박막을 제조하고 특성을 분석하였다. $SiC/Si_{1-x}C_x$(x ~ 0.31)로 실리콘 양자점 초격자 박막을 Si과 C target을 이용한 co-sputtering법으로 초격자 박막을 제조하고, $1000^{\circ}C$에서 20분간 열처리를 하였다. high resolution transmission electron microscopy 사진으로 약1~7nm 크기인 양자점 생성과 분포 밀도를 확인할 수 있었으며, grazing incident X-ray diffraction (GIXRD)를 통해서 Si(111)과 $\beta$-SiC(111)이 생성되었음을 알 수 있었다. Auger electron spectroscopy (AES)측정에서 stoichiometric SiC층과 Si-rich SiC층의 Si 원자농도 (56%, 69%)와 C 원자 농도 (44%, 31%)를 알 수 있었으며, Fourier transform infra-red spectroscopy (FTIR)측정에서 SiC 픽의 위치가 767에서 $800cm^{-1}$으로 이동하는 것을 알 수 있었다.

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Laser Molecular-Beam Epitaxy를 이용한 La0.35Pr0.35Ca0.3MnO3/LaAlO3 초격자 박막의 합성과 그 자기적 특성의 연구 (Growth of La0.35Pr0.35Ca0.3MnO3/LaAlO3 Thin Film using Laser Molecular-Beam Epitaxy and its Magnetic Properties)

  • 성상근;송종현
    • 한국자기학회지
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    • 제21권3호
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    • pp.93-98
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    • 2011
  • Laser Molecular-Beam Epitaxy 방법을 사용하여 $La_{0.35}Pr_{0.35}Ca_{0.3}MnO_3$(LPCMO)/$LaAlO_3$(LAO) 초격자를 성공적으로 증착하였으며 이의 열처리 전후 결정학적, 자기적 특성을 LPCMO 단층박막, 그리고 LPCMO/$SrTiO_3$(STO) 초격자와 비교 분석하였다. LPCMO 단층박막, 그리고 LPCMO/STO 초격자 단층박막의 경우, 표면이 열처리 전후 모두 거친 양상을 보인 것과는 달리 LPCMO/LAO 초격자 박막은 열처리 전후 모두 상대적으로 매우 매끈하였다. 열처리 후 단층박막, 초격자 박막 시료 모두 강자성 특성이 향상되었으며 특히 초격자의 경우에는 이러한 현상이 두드러졌다. 열처리 후에 보자력과 포화자기장이 감소하는 LPCMO 단층박막과는 달리 LPCMO/LAO 초격자의 경우, 열처리 후에도 보자력은 열처리 전과 같은 값을 보였으며 단층박막과는 반대로 포화자기장은 오히려 증가하였다. 이러한 자기적 특성은 절연체 사이에 강자성체가 끼여 있는 초격자라는 결정구조에서 기인하는 것으로 이해된다.

SOI 응용을 위한 반도체-원자 초격자 다이오드의 광전자 특성 (Optoelectronic Properties of Semiconductor-Atomic Superlattice Diode for SOI Applications)

  • 서용진
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제10권3호
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    • pp.83-88
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    • 2003
  • 증착온도와 어닐링 조건에 따른 반도체-원자 초격자 구조의 광전자특성이 연구되었다. 나노결정의 Si-O 초격자 구조는 MBE 시스템에 의해 형성되었다. 다층의 Si-O 초격자 다이오드는 매우 안정한 포토루미네슨스 특성과 높은 브레이크다운 전압을 갖는 양호한 절연 특성을 나타내었다. 이러한 결과는 미래의 초고속 및 저전력 CMOS 소자에서 SOI 구조의 대체 방안으로 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 실리콘계 광전자 소자 및 양자 전자 소자에도 응용될 수 있을 것이다.

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CFUBM 시스템으로 합성한 CrN / CrAlN 초격자 박막의 마찰 특성 (Tribological properties of CrN / CrAlN superlattice thin films by CFUBMS)

  • 변태준;김연준;한전건
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.130-131
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    • 2007
  • 초고경도 박막을 얻기 위해 질화물을 이용한 CrN / CrAlN 초격자 박막을 CFUBM 시스템을 통해 합성하였다. 초격자 박막의 각층의 두께 (${\lambda}$)는 기판의 회전 속도를 이용하여 제어하여 4.4 에서 44.1 nm 까지 합성하였다. 박막의 결정구조 및 미세구조를 분석하기 위하여 고분해능 X선 회절 분석기 (HR-XRD)를 이용하였으며, 박막의 기계적 성질은 나노 인덴터와 ball on disk tester를 통해 분석하였다. CrN / CrAlN 초격자 박막은 각층의 두께 (${\lambda}$)에 따라 28.77 GPa에서 31.97 GPa의 경도 값을 나타내었으며, 미세구조와 기계적 특성이 변화를 관찰할 수 있었다.

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Latral Composition Modulation 기법으로 성장된 InP/GaP 초격자의 분광특성

  • 신용호;김용민;송진동
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.483-483
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    • 2013
  • Latral Composition Modulation (LCM)으로 성장한 InP/GaP 초격자(Superlattice)의 선편광된 광발광(Photoluminescence) 특성을 저온(5 K)에서 측정하였다. LCM 기법은 z-축 방향으로 InP와 GaP를 단층 초격자(monolayer supperlattice)로 성장하는 과정에서 strain에 의해 x-y 평면으로 초격자가 형성되는 특별한 경우이다. 이렇게 성장된 LCM 초격자의 경우 In-rich 영역과 Ga-rich 영역이 교차로 성장되는 구조를 가지며 가전자대역(valence band)에서 무거운 양공과 가벼운 양공의 band mixing 이 일어나게 되어 선평광된 발광특성을 가진다. 우리는 저온 발광실험에서 In-rich 영역과 Ga-rich 영역의 재결합에 의해 나타나는 두 개의 독립된 전이 피크를 측정하였다. 이 두 피크는 [110] 방향의 편광에서 발광 강도가 최대치를 가지며 [1-10] 방향에서 최소값을 가짐을 보였다. 이때 전이 에너지의 경우 [110] 방향에서 [1-10] 방향으로 편광이 바뀔 때 Ga-rich 영역의 전이의 경우 적색편이를 나타낸 반면 In-rich 영역의 경우 청색편이를 보이는 현상을 발견하였다. 이러한 상반된 편이 현상은 서로 다른 3족 물질의 영역에 따라 격자 상수가 바뀌며 tensile strss와 compressive stress에 따른 가전자 대역의 band mixing 변화에 기인하는 것으로 여겨진다.

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