• Journal of Magnetics
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• 제10권2호
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• pp.66-70
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• 2005

The junction properties between the ferromagnet (FM) and two-dimensional electron gas (2DEG) system are crucial to develop spin electronic devices. Two types of 2DEG layer, InAs and GaAs channel heterostructures, are fabricated to compare the junction properties of the two systems. InAs-based 2DEG layer with low trans-mission barrier contacts FM and shows ohmic behavior. GaAs-based 2DEG layer with $Al_2O_3$ tunneling layer is also prepared. During heat treatment at the furnace, arsenic gas was evaporated and top AlAs layer was converted to aluminum oxide layer. This new method of forming spin injection barrier on 2DEG system is very efficient to obtain tunneling behavior. In the potentiometric measurement, spin-orbit coupling of 2DEG layer is observed in the interface between FM and InAs channel 2DEG layers, which proves the efficient junction property of spin injection barrier.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.161-161
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• 2013

Two-dimensional electron gas (2DEG) has been investigated at the heterointerface between two insulating dielectric perovskite oxides, $LaAlO_3$ (LAO)/$SrTiO_3$ (STO). Properties of the 2DEG have attracted an enormous interest in condensed matter physics due to multifunctional properties such as the coexistence of ferromagnetism and superconductivity, as well as the high electron mobility. Here, we have grown $Ta_2O_5$ thin films using pulsed laser deposition on $SrTiO_3$ substrate to investigate the electric properties of the $Ta_2O_5$/STO heterointerface. Our research reveal that the non-polar $Ta_2O_5$/$TiO_2$ heterointerface favors the formation of 2DEG similar to that at the LAO/STO heterointerface. The metallic behavior was found in this heterointerface with the current about $10{\sim}100{\mu}A$ at 5 V by using conventional I-V measurements, when the $Ta_20_5$ film thickness reaches over critical thickness, $d_c{\simeq}2uc$. The finding that electrons was localized at $Ta_2O_5$/STO heterointerface have attracted to be strong and new candidate for nanoscale oxide device applications.

• 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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• 제49권10호
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• pp.564-569
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• 2000

This paper analyzed single AlGaAs/GaAa heterojunction energy band structures by solving Schr dinger's equation and Poisson's equation self-consistently. Four different concentrations, positively ionized donors, holes in the valence band, free electrons in the conduction band and 2DEG are taken into account for the whole system. 2DEG from both of the structures are obtained and compared with the date available in the literatures. Differential capacitances are also calculated from the concentration profiles obtained to prove the validity of the single AlGaAs/GaAs system. Finally, theoretical predictions for both of 2DEGs and the capacitances show good agreement with the experimental data referred in this study. It has only an error of les than 10 percent.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.211.2-211.2
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• 2014

Epitaxial complex oxide thin film heterostructures have attracted a great attention for their multifunctional properties, such as ferroelectricity, and ferromagnetism. Two dimensional electron gas (2DEG) confined at the interface between two insulating perovskite oxides such as LaAlO3/SrTiO3 interface, provides opportunities to expand various electronic and memory devices in nano-scale. Recently, it was reported that the conductivity of 2DEG could be controlled by external electric field. However, the switched conductivity of 2DEG was not stable with time, resulting in relaxation due to the reaction between charged surface on LaAlO3 layer and atmospheric conditions. In this report, we demonstrated a way to control the conductivity of 2DEG in non-volatile way integrating ferroelectric materials into LAO/STO heterostructure. We fabricated epitaxial Pb(Zr0.2Ti0.8)O3 films on LAO/STO heterostructure by pulsed laser deposition. The conductivity of 2DEG was reproducibly controlled with 3-order magnitude by switching the spontaneous polarization of PZT layer. The controlled conductivity was stable with time without relaxation over 60 hours. This is also consistent with robust polarization state of PZT layer confirmed by piezoresponse force microscopy. This work demonstrates a model system to combine ferroelectric material and 2DEG, which guides a way to realize novel multifunctional electronic devices.

• 한국진공학회지
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• 제8권2호
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• pp.148-152
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• 1999

the low temperature magnetoresistance effect, electron mobilities, and 2 Dimensional electron Gases (2DEG) properties were investigated in $Si/Si_{1-x}Ge_x$ quantum well devices. N-type $Si/Si_{1-x}Ge_x$ structures were fabricated by utilizing a gas source Molecular Beam Epitaxy (GSMBE). Thermal oxidation was carried out in a dry O atmosphere at $700^{\circ}C$ for 7 hours. Electron mobilities were measured by using a Hall effect and a magnetoresistant effect at low temperatures down to 0.4K. Pronounced Shubnikov-de Haas (SdH) oscillations were observed at a low temperature showing two dimensional electron gases (2DEG) in s tensile strained Si quantum well. The electron sheet density (ns) of $1.5\times10^{12}[\textrm{cm}^{-2}]$ and corresponding electron mobility of 14200 $[\textrm{cm}^2V^{-1}s^{-1}]$ were obtained at a low temperature of 0.4K from $Si/Si_{1-x}Ge_x$ structures with thermally grown oxides.

• 대한전자공학회논문지
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• 제25권11호
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• pp.1373-1379
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• 1988

본 연구에서는 FDM(finite difference method)을 이용한 수치적 방법을 사용하여 MODFET (MO-dulation doped FET)의 전위 분포와 전자 밀도를 이차원적으로 해석하였다. 일차원적 해석 방법에서는 MODFET의 게이트 부분만을 계산하는 반면, 이차원적 해석 방법은 소오스와 드레인 부분도 계산해줌으로써 일차원적 해석 방법에서 무시되는 기생 효과(parasitic effect)를 고려하여 더 정확한 해석이 가능하였다. 결과로서 스페이스(spacer) 두께와 (n)AlGaAs층의 도핑 농도의 변화에 따른 채널내에서 2DEG(2dimensional electron gas)의 단위 면적에 대한 밀도와의 관계를 정량적으로 제시하였으며 스페이서의 두께가 작아지거나 (n)AlGaAs 층의 도핑 농도가 커질수록 MODFET 채널 내의 전자 밀도가 증가함을 확인하였다.

• 한국진공학회지
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• 제17권1호
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• pp.34-39
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• 2008

저온에서 성장된 AlN (LT-AlN)층이 삽입된 $Al_xGa_{1-x}N/LT$-AlN/GaN 이종접합 구조를 금속유기 화학기상 증착법 (metal-organic chemical vapor deposition)을 사용하여 사파이어 기판 위에 제작하였다. Rutherford backscattering spectroscopy 실험을 통하여 $Al_xGa_{1-x}N$층의 Al의 조성비 x가 55% 임을 확인하였고, X-선 역격자 공간 mapping을 통하여 층간 변형력을 조사하였다. LT-AlN층의 삽입 여하에 따른 $Al_{0.55}Ga_{0.45}N$ 층의 깨짐 현상을 광학현미경과 주사전자현미경을 통하여 조사하였는데, LT-AlN 층이 삽입된 시료의 경우에 깨짐 현상이 현저히 줄어든 $Al_{0.55}Ga_{0.45}N$ 층을 얻을 수 있었다. 뿐만 아니라 LT-AlN 층이 삽입된 $Al_{0.55}Ga_{0.45}N$/LT-AlN/GaN 이종접합 구조에 대하여 이차원 전자가스 (two-dimensional electron gas, 2DEG) 관련된 photoluminescence (PL) 신호를 관찰하였다. 이 시료에 대하여 온도 변화에 따른 PL 실험을 수행하여 100 K 근방까지 2DEG 관련된 PL 신호를 관찰하였다. 여기광 세기에 따른 PL 실험을 통하여 ~3.411 eV에서 나타난 2DEG PL 신호와 함께 ${\sim}3.437eV$에서도 PL 신호가 관측되었는데, 이는 AlGaN/LT-AlN/GaN 계면에 형성된 2DEG 버금띠와 Fermi 에너지 준위에서의 재결합 특성으로 각각 해석되었다.

• 한국자기학회:학술대회 개요집
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• 한국자기학회 2005년도 하계학술연구발표회 논문개요집
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• pp.54-55
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• 2005

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제31권1호
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• pp.43-48
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• 2024

SrTiO₃ (STO) 기판 위에 성장된 LaAlO₃ (LAO) 계면에서의 이차원 전자 가스 (2DEG)의 발견은 복합 산화물 이종 구조를 기반으로 한 혁신적인 전자소자 연구의 장을 제공함으로써 많은 관심을 받아왔다. 하지만 LAO 박막을 형성하기 위하여, 일반적으로 물리기상증착법(PVD)을 기반으로 하는 펄스 레이저 증착 (PLD) 등의 기법이 주로 사용되어 왔으나, 공정 비용이 많이 들며 LAO 내 La와 Al의 정밀한 조성 제어가 어려운 단점이 있다. 본 연구에서는 PVD에 비해 경제적인 대안인 용액 기반 공정을 사용하여 LAO 박막을 제조하였고, 그 전기적 특성을 평가하였다. LAO 전구체 용액의 농도를 다르게 하여 LAO의 두께를 2에서 65 nm까지 변화시켰으며, 각 두께에 따른 면저항 및 캐리어 농도를 도출하였다. 진공 열처리 후 형성된 전도성 채널의 면저항 값은 0.015에서 0.020 Ω·sq^-1 범위로 나타났으며, 이러한 결과는 기존 문헌과 비교하였을 때 LAO와 STO 사이의 계면에서의 전자 이동뿐만 아니라 계면으로부터 떨어져 있는 STO bulk 영역으로의 전자 전도를 시사한다. 본 연구 결과는 용액 기반 공정을 통한 2DEG 형성 및 제어를 구현한 것으로, 공정 비용을 줄이고 전자 소자 제조에서 보다 광범위한 응용 가능성을 제시한다는 점에 그 의의가 있다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 1999년도 추계학술대회 논문집
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• pp.441-444
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• 1999

This paper analyzed arbitrary Energy band profile heterostructures by solving Schrodinger\`s equation the Poisson's equation self-consistently. Four different concentrations positively ionized donors holes in the valence band free electrons in the conduction band and 2DEG are taken to account for the whole system. 2DEG from both of the structures are obtained and compared with the data available in the literatures. Differential capacitances are also calculated from the concentration profiles obtained. Finally theoretical predictions for both of 2DEGs and the capacitances show good agreement with the experimental data referred in this study.