• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.410-410
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• 2013

Next-generation nonvolatile memory (NVM) has attracted increasing attention about emerging NVMs such as ferroelectric random access memory, phase-change random access memory, magnetic random access memory and resistance random access memory (RRAM). Previous studies have demonstrated that RRAM is promising because of its excellent properties, including simple structure, high speed and high density integration. Many research groups have reported a lot of metal oxides as resistive materials like TiO2, NiO, SrTiO3 and ZnO [1]. Among them, the ZnO-based film is one of the most promising materials for RRAM because of its good switching characteristics, reliability and high transparency [2]. However, in many studies about ZnO-based RRAMs, there was a problem to get lower current level for reducing the operating power dissipation and improving the device reliability such an endurance and an retention time of memory devices. Thus in this paper, we investigated that highly reproducible bipolar resistive switching characteristics of W doped ZnO RRAM device and it showed low resistive switching current level and large ON/OFF ratio. This may be caused by the interdiffusion of the W atoms in the ZnO film, whch serves as dopants, and leakage current would rise resulting in the lowering of current level [3]. In this work, a ZnO film and W doped ZnO film were fabricated on a Si substrate using RF magnetron sputtering from ZnO and W targets at room temperature with Ar gas ambient, and compared their current levels. Compared with the conventional ZnO-based RRAM, the W doped ZnO ReRAM device shows the reduction of reset current from ~$10^{-6}$ A to ~$10^{-9}$ A and large ON/OFF ratio of ~$10^3$ along with self-rectifying characteristic as shown in Fig. 1. In addition, we observed good endurance of $10^3$ times and retention time of $10^4$ s in the W doped ZnO ReRAM device. With this advantageous characteristics, W doped ZnO thin film device is a promising candidates for CMOS compatible and high-density RRAM devices.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.282.2-282.2
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• 2014

Cr의 함량과 주입 가스의 유량 비율을 변화하여 ZnCrO 박막의 구조적 특성에 미치는 영향과 그것이 자기적 특성에 관여하는 상관관계 등에 관하여 조사하였다. ZnCrO 박막을 Pt/Ti/Al2O3 기판 위에 Sputter법으로 증착하였으며, 이 때 양질의 ZnCrO 박막을 제작하기 위하여 산소 분압 변화에 따른 박막의 표면 및 구조적 특성을 관찰하였다. 아르곤과 산소 분압이 1 : 1 (Ar : O2=15 sccm : 15 sccm) 이었을 경우, 가장 매끄러운 표면을 갖고 또한 구조적으로도 안정된 ZnCrO 박막을 얻을 수 있었다. 동일한 조건에서 Cr 함량을 변화시켜 본 결과, Cr 함량이 작아질수록 자기적 특성이 향상되는 것이 관측되었다. 즉, Cr의 함량이 감소할수록 Cr 입자 1개 당 유효 자화도가 증가하는 것이 관측되었는데, 이러한 결과는 Cr 함량 변화에 따는 ZnCrO 박막의 결정 자기이방성 변화에 따른 것이다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2011.05a
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• pp.35.1-35.1
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• 2011

수열합성법으로 제작된 ZnO 나노와이어는 저온 MBE (Molecular Beam Epitaxy) 방식과 달리 Ti, Au와 같은 촉매로 부터 성장이 끝난뒤 나노와이어 끝에 남는 촉매를 제거해야할 필요가 없으며, 저온에서 합성이 가능하기 때문에 현재 연구가 많이 되고 있는 방법중에 하나이다. 본 연구에서는 수열 합성법을 이용하여 금속촉매 또는 AZO로 seed를 형성한 후 기판 위에 균일한 크기의 ZnO 나노막대를 성장시키고 성장밀도 및 길이의 간편한 제어를 하였다. 이를 위해 계면활성제인 PEI (Polyethyleneimine) 첨가 및 Chloride ($Cl_-$)를 조절하여 ZnO 나노와어의 성장밀도를 조절 하고자 하였다. 실험방법으로는 전구체인 Zn(NO3)2${\cdot}$6H2O와 HMT에 Chloride 계열인 Ammonium chloride 와 Kcl 의 몰농도를 각각 조절하고 PEI를 첨가하여, ZnO 나노와이어를 성장하였다. 성장된 ZnO 나노와이어의 특성을 평가하기 위해 field emission scanning electron microscopy (FE-SEM)을 이용하여 광학적인 특성을 측정하였으며, 결정성을 조사하기 위해 X-ray diffraction (XRD)을 이용하여 분석하였다. 또한 scanning PL 장비를 통해 photoluminescence양을 측정하고 ZnO 나노와이어의 응용 가능성을 평가하였다.

• The Korean Journal of Ceramics
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• v.1 no.1
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• pp.13-20
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• 1995

Effects of thermal annealing on the dielectric/piezoelectric properties of $Pb(Zn, Mg)_{1/3}Nb_{2/3}O_3-PbTiO_3$ ceramics (PZMNPT) with Zn/Mg=6/4) were examined across the rhombohedral/tetragonal morphotropic phase boundary (MPB). Both the relative dielectric permittivity ($\varepsilon$r)and the piezoelectric constant($d_33$)/electromechanical coupling constant ($k_p$)were increased by thermal annealing ($800^{\circ}$~$900^{\circ}C$) after sintering at $1150^{\circ}C$ for 1 hr. Based on the dielectric analysis using the series mixing model and the concept of a random distribution of the local Curie points, the observed improvements in the dielectric and piezoelectric properties of PZMN-PT were interpreted in terms of the elimination of PbO-rich amorphous intergranular layers(~1nm) induced by thermal annealing. A concrete evidence of the presence of amorphous grain-boundary layers in the unannealed (as-sintered) specimen was obtained by examining the structure of intergranular region using a TEM.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.6 no.4
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• pp.265-273
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• 1997

The TMA gas sensors are fabricated with the ZnO-based thin films grown by a RF magnetron sputtering method. We investigate the surface carrier concentration, Hall electron mobility, electrical resistivity and sensitivity according to temperature variation and TMA gas concentration. The ZnO-based thin film sensors prepared by sputtering in oxygen showed higher surface carrier concentration, higher Hall mobility, higher sensitivity, and lower electrical resistivity than sensors prepared by sputtering in argon. The doping ZnO-based thin film sensors showed the same electrical properties in comparison with nondoping sensors. In case of sputtering on the oxygen gaseous atmosphere, the ZnO-based thin film sensors doped with 4.0 wt.% $Al_{2}O_{3}$, 1.0 wt.% $TiO_{2}$, and 0.2 wt.% $V_{2}O_{3}$ showed the highest surface carrier concentration of $5.95{\times}10^{20}cm^{-3}$, Hall electron mobility of $177\;cm^{2}/V{\cdot}s$, lowest electrical resistivity of $0.59{\times}10^{-4}{\Omega}{\cdot}cm$ and highest sensitivity of 12.1(working temperature, $300^{\circ}C$, TMA gas, 8 ppm).

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2009.02a
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• pp.203.2-203.2
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• 2009

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.21 no.3
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• pp.227-231
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• 2008

In this study, in order to improve the electrical properties of low temperature sintering piezoelectric ceramics, $[0.05Pb(Zn_{1/2}W_{1/2})-0.07Pb(Mn_{1/3}Nb_{2/3})-0.088Pb(Zr_{0.48}Ti_{0.52})]O_3$(abbreviated as PZW-PMN-PZT) ceramic systems were fabricated using $Bi_2O_3$, CuO and $Li_2CO_3$ as sintering aids and then their piezoelectric and dielectric properties were investigated according to the amount of $Li_2CO_3$ and post-annealing process. Post-annealing process enhanced all physical properties except for mechanical quality factor (Qm). 0.2 wt% $Li_2CO_3$ added and post-annealed specimen showed the excellent values suitable for low loss piezoelectric actuator application as follow: the density = 7.86 $g/cm^3$ electromechanical coupling factor (kp) = 0.575, piezoelectric constant $d_{33}$ = 370 pC/N, dielectric constant ($\varepsilon_r$) = 1546, and mechanical quality factor (Qm) = 1161, respectively.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2009.06a
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• pp.432-432
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• 2009

본 연구에서는 HW-PLD(Hot-walled Pulsed Laser Deposition) 법을 이용하여 ZnO 나노와이어를 $Al_2O_3$ 기판 위에 성장하였다. 성장된 ZnO 나노와이어는 SEM, XRD, PL 분석을 통하여 구조적 특성을 확인하였으며, 성장된 나노와이어를 photolithography 공정을 통하여 FET(Field Effect Transistor)소자를 제작하였다. 제작된 소자의 I-V 특성 측정 결과 Ti/Au 전극과 ZnO nanowire 채널 간에 ohmic 접합이 형성된 것을 확인하였으며 게이트 전압의 증가에 따라 소스와 드레인 사이의 전류가 증가하는 전형적인 n-type FET소자 특성을 나타내었다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2009.11a
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• pp.49.2-49.2
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• 2009

투명전극은 디스플레이, 태양전지와 같은 광전자 소자에 필수적이며, 지금까지 개발된 재료 중에는 ITO가 가장 투명하면서 전기전도도가 높고 생산성도 좋기 때문에 투명전극의 재료로 사용하고 있다. ITO는 낮은 비저항(${\sim}10^{-4}{\Omega}cm$) 과 높은 투과율 (~85 %), 상대적으로 넓은 밴드갭 에너지 (3.5 eV) 의특성과 같이 뛰어난 전기적 광학적 특성에 반해서 높은 원자재 가격, 불안정한 공급량 등으로 인한 문제점이꾸준히 제기되고 있다. 따라서 $In_2O_3$:Sn, ZnO:Al, ZnO:Ga, ZnO:F, ZnO:B, TiN 등과 같은 물질들로대체하려는 연구가 활발하게 진행되고 있다. ZnO는 ITO보다원자재의 수급이 원활하기 때문에 원가가 낮으며, 상대적으로 낮은 온도에서도 제작이 가능하다. 또한 화학적으로 안정적이므로 ZnO에 Al, Ga 등의 3족 원소를 도핑함으로써 낮은 비저항의 박막 제작이 가능하고, ITO 박막과 비교하여 etching이 쉬우며 기판과의 접착성이 좋으며, sputtering 공정시 plasma 분위기에서의 안정성이 뛰어나고 박막증착율이 높기 때문에 투명전극으로 적합한 재료이다. 본 연구에서는 cylindrical type의 Aldoping된 ZnO single target을 사용하여 박막 증착 압력의 변화를 주어 유리기판 위에 DC sputtering을 하였다. Fieldemission scanning electron microscope (FESEM)을 통해 ZnO:Al 박막의 표면의 형상과 두께를 확인하였으며, X-ray diffraction (XRD) 분석을 통해 박막의 결정학적 특성을 관찰하였다. 투명전극용 물질로서 ZnO:Al 박막의 적합성 여부를 확인하기 위하여 Van der Pauw 방법을 이용하여 박막의 비저항, 전자 이동도, 캐리어 농도를 측정하였으며, 박막의 기계적 성질 및 표면 접착성을 확인하기 위하여 nano-indentaion 분석을 하였다. 또한 UV-vis spectrophotometer를 이용하여 ZnO:Al 박막의 투과율을 분석하여 투명전극으로의 응용 가능성을 확인하였다.

• Progress in Superconductivity and Cryogenics
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• v.11 no.4
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• pp.16-19
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• 2009

The influence of nanorods grown on substrate prior to YBCO deposition has been investigated. We studied the microstructures and characteristic of $YBa_2Cu_3O_{7-\delta}$ films fabricated on $SrTiO_3$ (100) substrates with ZnO nanorods as one of the possible pinning centers. The growth density of ZnO nanorods was modulated through Au nanoparticles synthesized on top of the STO(100) substrates with self assembled monolayer. The density of Au nanoparticles is approximately $240{\sim}260\;{\mu}m^{-2}$ with diameters of 41~49 nm. ZnO nanorods were grown on Au nanoparticles by hot-walled PLD with Au nanoparticles. Typical size of ZnO nanorod was around 179 nm in diameter and $2{\sim}6\;{\mu}m$ in length respectively. The ZnO nanorods have apparently randomly aligned and exhibit single-crystal nature along (0002) growth direction. Our preliminary results indicate that YBCO film deposited directly on STO substrate shows the c-axis orientation while YBCO films with ZnO nanorods exhibit any mixed phases without any typical crystal orientation.