• Title/Summary/Keyword: ferroelectric film

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백색 전계발광소자의 제작과 그 특성 (Fabrication and Characteristics of a White Emission Electroluminicent Device)

  • 김우현;최시영
    • 센서학회지
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    • 제10권6호
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    • pp.295-303
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    • 2001
  • 형광체로서 ZnS를 사용하고 BST 강유전체 박막을 절연체로 사용한 전계발광소자를 제작하고 그 특성을 조사하였다. 형광체로는 청색 및 녹색발광을 위해 각각 $ZnS:AgF_3$와 ZnS:$TbF_3$를 사용하였으며 적색을 위해 ZnS:Mn과 $ZnS:SmF_3$를 사용했다. 이들의 형광체가 증착 도중에 분해되는 것을 막기 위해 석영관에 그들을 각각 봉입해서 열처리하여 결정화시킨 후에 진공증착원으로 사용하였다. 한편 절연층으로 사용한 BST박막은 $Ba_{0.5}Sr_{0.5}TiO_3$세라믹스 타겟을 사용하여 마그네트론 스퍼터링 방법으로 제조하였다. 이때 기판온도, 분위기압 및 작동기체인 $Ar:O_2$의 비가 각각 $400^{\circ}C$, 30 mTorr 및 9:1이였다. 각 형광체의 두께는 150 nm씩 합계 600 nm였고, 절연층은 상부가 400 nm 및 하두가 200 nm이었다. 이와 같이 만든 박막 전계발광소자의 발광 문턱전압은 $75\;V_{rms}$이고, 최고 휘도는 $100\;V_{rms}$에서 $3200\;cd/m^2$이었다. 그리고 절연층의 유전상수는 1 kHz에서 254이다.

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$PLT(Pb_{1-x}La_{x})Ti_{1-x/4}O_{3}$ 타켓의 제조 및 rf-magnetron sputtering법으로 박막 형성 (Fabrication of PLT target and thin film formation by rf-magnetron sputtering method)

  • 정재문;조성현;박성근;최시영;김기완
    • 센서학회지
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    • 제6권1호
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    • pp.56-62
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    • 1997
  • 고주파 마그네트론 스펏터링법을 이용하여 La 성분비에 따른 PLT 박막을 제조하였다. 낮은 분위기압력하에서 PLT 박막은 높은 C 축 배향성을 보였다. PLT 박막의 C축 배향성은 분위기 압력과 La 성분비가 증가할수록 XRD 와 SEM 분석에서 감소함을 확인하였다. La의 성분비가 증가할수록 PLT 박막의 비유전율은 증가하였으며 잔류분극은 감소하였다.

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펄스레이저 증착법으로 제작된 $Bi_4Ti_3O_{12}/LaAlO_3$ 박막과 $Bi_4Ti_3O_{12}/YBa_2Cu_3O_{7-x}/LaAlO_3$ 복합구조의 에피 성장 (Epitaxial Growth of Pulsed-Laser Deposited Bi4Ti3O12/LaAlO3 Thin Films and Bi4Ti3O12/YBa2Cu3O7-x/LaAlO3 Heterostructure)

  • 조월렴;조학주;노태원
    • 한국결정학회지
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    • 제5권2호
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    • pp.85-92
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    • 1994
  • 펄스 레이저 증착법을 이용하여 강유전체 Bi4T13012 박막을 laA109(001) 위에 성장시켰다. 넓은 영역의 온도에서 증착한 박막의 상 형성과 구조적 성질을 X선 회절법을 이용하여 조사하였다. 740℃에서 증착한 박막은 박막의 c-축이 기판에 수직한 형태의 에피 성장의 경향을 보인다. 펄스 레이저 증착법을 이용하여 Bi4Ti3O12/YBa2Cu3O7-x/LaAlO3 복합구조를 in-situ 성장시켰다. Yba2Cu3O7-x의 a-, b-축이 LaAlO3와 완벽하게 평행하게 배열되어 있지 않음에도 불구하고, Bi4Ti3012 박막은 에피 성장의 경향을 보인다.

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Terahertz Time Domain Spectroscopy, T-Ray Imaging and Wireless Data Transfer Technologies

  • Paek, Mun-Cheol;Kwak, Min-Hwan;Kang, Seung-Beom;Kim, Sung-Il;Ryu, Han-Cheol;Choi, Sang-Kuk;Jeong, Se-Young;Kang, Dae-Won;Jun, Dong-Suk;Kang, Kwang-Yong
    • Journal of electromagnetic engineering and science
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    • 제10권3호
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    • pp.158-165
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    • 2010
  • This study reviewed terahertz technologies of time domain spectroscopy, T-ray imaging, and high rate wireless data transfer. The main topics of the terahertz research area were investigation of materials and package modules for terahertz wave generation and detection, and setup of the terahertz system for time domain spectroscopy(TDS), T-ray imaging and sub-THz wireless communication. In addition to Poly-GaAs film as a photoconductive switching antenna material, a table-top scale for the THz-TDS/imaging system and terahertz continuous wave(CW) generation systems for sub-THz data transfer and narrow band T-ray imaging were designed. Dielectric properties of ferroelectric BSTO($Ba_xSr_{1-x}TiO_3$) films and chalcogenide glass systems were characterized with the THz-TDS system at the THz frequency range. Package modules for terahertz wave transmitter/receiver(Tx/Rx) photoconductive antenna were developed.

$Pb(Zr,Ti)O_3$ 강유전체 박막 이력곡선의 변형에 관한 연구 (Studies on the Deformation in the Hysteresis Loop of $Pb(Zr,Ti)O_3$ Ferroelectric Thin Films)

  • 이은구;이종국;이재갑;김선재
    • 한국재료학회지
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    • 제10권5호
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    • pp.360-363
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    • 2000
  • 다양한 Zr/Ti 비율을 갖고 있는 강유전체 PZT박막을 졸-겔 법으로 증착하였고 상부 백금전극의 제조방법과 열처리온도의 변화에 따라 강유전체 특성을 측정하여 이력곡선의 변형 원인을 조사하였다. Pt/PZT/Pt 캐패시터는 상부 백금전극을 반응성 이온 식각(RIE) 하는 과정에서 생성된 dc plasma 전압에 의하여 양의 방향으로 분극되었고 도메인 계면에 포획된 전하에 의해 내부전장이 발생되었다. PZT 박막은 sputtering으로 상부전극을 증착하는 과정에서 이력곡선의 중간에 잘룩하게 되는 시효현상이 관찰되었다. 상부전극을 제작한 후 열처리는 포획된 전하흫 제거시켜 양호한 이력곡선 특성을 되찾게 하였다. Zr/Ti 비율이 감소함에 따라 내부전장이 증가하였으며 내부전장이 없어지는 열처리온도가 증가하였다.

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메모리 소자에의 응용을 위한 SrBi2Nb2O9 박막의 성장 및 전기적 특성 (Growth and Characteristics of SrBi2Nb2O9 Thin Films for Memory Devices)

  • 강동훈;최훈상;이종한;임근식;장유민;최인훈
    • 한국재료학회지
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    • 제12권6호
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    • pp.464-469
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    • 2002
  • $SrBi_2Nb_2O_9(SBN)$ thin films were grown on Pt/Ti/Si and p-type Si(100) substrates by rf-magnetron co-sputtering method using two ceramic targets, $SrNb_2O_6\; and \;Bi_2O_3$. The structural and electrical characteristics have been investigated to confirm the possibility of the SBN thin films for the applications to destructive and nondestructive read out ferroelectric random access memory(FRAM). For the optimum growth condition X-ray diffraction patterns showed that SBN films had well crystallized Bi-layered perovskite structure after $700^{\circ}C$ heat-treatment in furnace. From this specimen we got remnant polarization $(2P_r)$ of about 6 uC/$\textrm{cm}^2$ and coercive voltage $(V_c)$ of about 1.5 V at an applied voltage of 5 V. The leakage current density was $7.6{\times}10^{-7}$/A/$\textrm{cm}^2$ at an applied voltage of 5V. And for the NDRO-FRAM application, properties of SBN films on Si substrate has been investigated. From transmission electron microscopy (TEM) analysis, we found the furnace treated sample had a native oxide about 2 times thicker than the RTA treated sample and this thick native oxide layer had a bad effect on C-V characteristics of SBN/Si thin film. After $650^{\circ}C$ RTA process, we got the improved memory window of 1.3 V at an applied voltage of 5 V.

Microstructures and Electrical Properties of $RuO_2$Bottom Electrode for Ferroelectric Thin Films

  • Shin, Woong-Chul;Yang, Cheol-Hoon;Jun-SiK Hwang;Yoon, Soon-Gil
    • The Korean Journal of Ceramics
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    • 제3권4호
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    • pp.263-268
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    • 1997
  • RuO$_3$ thin films were deposited on Si(100) substrate at low temperatures by hot-wall metalorganic chemical vapor deposition. Bis(cyclopentadienyl) ruthenium, Ru$(C_5H_5)_2$, was used as the precursor RuO$_2$single phase was obtained at a low deposition temperature of 25$0^{\circ}C$ and the crystallinity of RuO$_2$thin films improved with increasing deposition temperature. RuO$_2$thin films grow perpendicularly to the substrate and show the columnar structure. The grain size of RuO$_2$films drastically increases with increasing the deposition temperature. The resistivity of the 180 nm-thick RuO$_2$thin films deposited at 27$0^{\circ}C$ was 136 $\mu$$\Omega$-cm and increased with decreasing film thickness. SrBi$_2Ta_2O_4$ thin films deposited by rf magnetron sputtering on the RuO$_2$bottom electrodes showed a fatigue-free characteristics up to ~10$^10$ cycles under 5 V bipolar square pulses and the remanent polarization, 2 P$_r$ and the coercive field, 2 E, were 5.2$\mu$C/$\textrm{cm}^2$ and 76.0 kV/cm, respectively, for an applied voltage of 5 V The leakage current density was about 7.0$\times$10$^{-6}$ A/$\textrm{cm}^2$ at 150 kV/cm.

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Pb(Zr0.7Ti0.3)O3 후막의 강유전 특성에 전구체 용액의 코팅요소가 미치는 영향 (Influence of Precursor Solution Coating Parameters on Ferroelectric Properties of Pb(Zr0.7Ti0.3)O3 Thick Films)

  • 박상만;윤상은;이성갑
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제19권12호
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    • pp.1092-1098
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    • 2006
  • The influence of the concentration of precursor solution and the number of solution coatings on the densification of the $Pb(Zr_xTi_{1-x})O_3$ (PZT) thick films was studied. PZT powder and PZT precursor solution were prepared by3 sol-gel method and PZT thick films were fabricated by the screen-printing method on the alumina substrates. The composition of powder and precursor solution were PZT(70/30) and PZT(30/70), respectively. The PZT precursor solution was spin-coated on the PZT thick films. A concentration of a coating solution was 0.5 to 2.0 mol/L[M] and the number of coating was repeated from 0 to 6. The XRD patterns of all PZT thick films shelved typical perovskite polycrystalline structure. The porosity of the thick films was decreased with increasing the number of coatings and 6-time coated films with 1.5 M showed the dense microstructure and thickness of about $60{\mu}m$. The relative dielectric constant of the PZT thick film was increased with increasing the number of solution coatings and the thick films with 1.5 M, 6-time coated showed the 698. The remanent polarization the 1.5 M and 6-time coated PZT thick films was $38.3{\mu}C/cm^2$.

Seed-layer 공정을 이용한 Ba0.66Sr0.34TiO3박막의 제조 및 전기적 특성 연구 (Electrical Properties of Ba0.66Sr0.34TiO3 Thin Films Fabricated by a Seed-layer Process)

  • 최덕영;박철호;손영국
    • 한국세라믹학회지
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    • 제40권2호
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    • pp.198-205
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    • 2003
  • R.F. Magnetron Sputtering법을 이용하여 Pt/Ti/ $SiO_2$/Si기판 위에 seed-layers와 $Ba_{0.66}$S $r_{0.34}$Ti $O_3$박막을 제조하였다. 다양한 기판온도에 따른 BST 박막의 전기적인 특성(정전용량과 누설전류)과 seed-layer층이 BST 박막에 미치는 영향을 조사하였다. BST 박막은 seed-layer층을 삽입함으로써 박막의 결정성이 향상되었고, 박막의 기판온도(결정화온도)도 상당히 낮출 수 있었다. 순수한 BST에 비하여 seed-layer를 삽입한 BST는 높은 유전상수와 낮은 유전손실 및 낮은 누설전류를 가지는 우수한 전기적 특성을 나타내었다. BST 박막의 전기적 특성은 기판온도에 따라 영향을 받고, seed-layer에 의해 향상됨을 알 수 있었다.

$Bi_4$$Ti_3$$O_{12}$ 박막에서 Bi-O 결합과 전기 물성에 대한 Ta 치환의 영향 (The Effect of Ta-substitution on the Bi-O Bonding and the Electrical Properties of $Bi_4$$Ti_3$$O_{12}$ Thin Films)

  • 고태경;한규석;윤영섭
    • 한국세라믹학회지
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    • 제38권6호
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    • pp.558-567
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    • 2001
  • 본 연구에서는 알콕사이드를 전구물질로 하는 졸겔공정을 이용하여 Bi 과잉 12 mol%의 조성인 B $i_4$ $Ti_3$ $O_{12}$ 박막과 B $i_4$ $Ti_{3-x}$T $a_{x}$ $O_{12}$(x=0.1, 0.2, 0.3) 박막을 제조하였다. XPS 분석에 따르면 Ta 치환 x=0.2에서 Bi 4f의 photoemission 곡선이 낮은 결합에너지로 이동하였고 피크 강도가 감소하는 현상이 관측되었다. 이는 x=0.1과 0.2 사이에서 Bi-O 결합이 길어져 인장상태 하에 있었음을 나타내었다. B $i_4$ $Ti_3$ $O_{12}$(BIT) 박막의 유전상수와 유전손실은 100 kHz에서 340, 0.05이었고, B $i_4$ $Ti_{3-x}$T $a_{x}$ $O_{12}$ 박막에서 이들 값은 x=0.1에서 가장 높았으며, 각각 480, 0.13이었다. B $i_4$ $Ti_3$ $O_{12}$ 박막의 잔류분극과 항전계는 1.24$\mu$C/$ extrm{cm}^2$, 31.4 kV/cm 이었으나, Ta 치환 x=0.2에서 이들 값은 각각 19.7$\mu$C/$\textrm{cm}^2$, 49.5 kV/cm 에 이르렀다. 또한, B $i_4$ $Ti_3$ $O_{12}$ 박막의 누설전류 밀도는 ~$10^{-6}$ A/$\textrm{cm}^2$ 정도이었으며, Ta 치환은 누설전류를 감소시켜 Ta 치환 x=0.2 이상에서 BIT 박막에 비해 한 차수 정도 낮아졌다. Ta 치환에 따른 B $i_4$ $Ti_3$ $O_{12}$ 전기 물성에서 변화는 Bi-O 결합에서 관측된 인장상태로의 전이와 연관성이 있었으며, 덧붙여 치환에서 생성된 전자에 의한 정공보상이 이에 영향을 끼쳤다. 정공보상이 이에 영향을 끼쳤다.끼쳤다.

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