• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
• /
• v.27 no.6
• /
• pp.849-856
• /
• 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.

• Korean Journal of Materials Research
• /
• v.8 no.11
• /
• pp.1048-1054
• /
• 1998

The effects of deposition temperature of Pt top electrodes on the electrical properties of Pb(Zr,Ti))$O_3$, (PZT) thin film were investigated. When the Pt top electrodes were deposited at substrate temperatures of $200^{\circ}C$ or above,the ferroelectric properties of the PZT thin film under the Pt electrode were severely degraded. Whereas those of the PZT film where the Pt electrodes were not deposited were not degraded. Water vapors which remained in the vacuum chamber were dissociated into hydrogen atoms by the catalysis of Pt top electrode, and those hydrogen atoms diffused into the PZT film and produced oxygen vacancies at high substrate temperature, resulting in the degradation of the ferroelectric properties of the PZT film located under the Pt electrode. Since the water vapors could not be dissociated into hydrogen atoms without the catalysis of Pt. the degradation of the PZT film did not take place where the Pt electrode were not deposited. The degraded feroelectric properties could be recovered by rapid thermal annealing (RTA) treatment. On the other hand. leakage current characteristics were improved with increasing the deposition temperature of Pt top electrodes.

• 전기의세계
• /
• v.46 no.4
• /
• pp.28-33
• /
• 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.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
• /
• 2003.03a
• /
• pp.37-37
• /
• 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.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2010.08a
• /
• pp.190-190
• /
• 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.

• Proceedings of the Korean Ceranic Society Conference
• /
• 2000.04a
• /
• pp.153.1-153.1
• /
• 2000

• 전기의세계
• /
• v.50 no.11
• /
• pp.18-23
• /
• 2001

• Journal of Sensor Science and Technology
• /
• v.11 no.4
• /
• pp.247-253
• /
• 2002

For fabrication of the pyroelectric IR sensor $(Pb,La)TiO_3(PLT)$/$LiTaO_3$/(LTO)/PLT ferroelectric thin films was deposited by rf magnetron sputtering followed by rapid thermal annealing and the crystallinity as a function of annealing temperature and time was investigated. Permittivity and dielectric loss factor of ferroelectric thin films as a function of c-axis preffered orientation was measured. Also pyroelectric coefficient of ferroelectric thin films with largest c-axis preffered orientation was measured and obtain figure of merit of voltage response($F_V$) and detectivity($F_D$). In this case $F_V$, $F_D$ was $5.63{\times}10^{-10}\;C{\cdot}cm/J$, $1.98{\times}10^{-8}\;C{\cdot}cm/J$, respectively.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
• /
• 2004.11a
• /
• pp.191-194
• /
• 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.

• Journal of the Korean Ceramic Society
• /
• v.37 no.11
• /
• pp.1097-1104
• /
• 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.