• 제목/요약/키워드: ReRAM

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AlN 박막을 이용한 투명 저항 변화 메모리 연구

  • 김희동;안호명;서유정;이동명;김태근
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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    • pp.56-56
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    • 2011
  • 투명 메모리 소자는 향후 투명 디스플레이 등 투명 전자기기와 집적화해 통합형 투명 전자시스템을 구현을 위해 지속적으로 연구가 진행 되고 있으며, 산학계에서는 다양한 메모리 소자중 큰 밴드-갭(>3 eV) 특성을 가지는 저항 변화 메모리(Resistive Random Access Memory, ReRAM)를 이용한 투명 메모리 구현 가능성을 지속적으로 보고하고 있다. 현재까지의 저항 변화 메모리 연구는 물질 최적화를 위해 다양한 금속-산화물계(Metal-Oxide) 저항 변화 물질에 대한 연구가 활발하게 진행 되고 있지만, 금속-산화물계 물질의 경우 근본 적으로 그 제조 공정상 산소에 의한 다수의 산소 디펙트 형성과 제작 시 쉽게 발생할 수 있는 표면 오염의 문제점을 안고 있으며, 또한 Endurance 및 Retention 등의 신뢰성에 문제를 보이고 있다. 따라서, 이러한 문제점을 근본 적으로 해결하기 위해 새로운 저항 변화 물질에 관한 물질 최적화 연구가 요구 되며, 본 연구진은 다양한 금속-질화물계(Metal-Nitride) 물질을 저항변화 물질로 제안해 연구를 진행 하고 있다. 이전 연구에서, 물질 고유의 우수한 열전도(285 W/($m{\cdot}K$)) 및 절연 특성, 큰 밴드-갭(6.2 eV), 높은 유전율(9)을 가지고 있는 금속-질화물계 박막인 AlN를 저항변화 물질로 이용하여 저항변화 메모리 소자 연구를 진행하였으며, 저전압 고속 동작 특성을 보이는 신뢰성 있는 저항 변화 메모리를 구현하였다. 본 연구에서는 AlN의 큰 밴드-갭 특성을 이용하여 투명 메모리 소자를 구현하기 위한 연구를 진행 하였다. 투과도 실험 결과, 가시광 영역 (380-700 nm)에서 80% 이상의 투과도를 보였으며, 이는 투명 메모리 소자로써의 충분한 가능성을 보여 준다. 또한, I-V 실험에서 전형적인 bipolar 스위칭 특성을 보이며, 스위칭 전압 및 속도는 VSET=3 V/Time=10 ns, VRESET=-2 V/Time=10ns에서 가능하였다. 신뢰성 실험에서, 108번의 endurance 특성 및 105 초의 retention 특성을 보였다.

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Reset-first Resistance Switching Mechanism of HfO2 Films Based on Redox Reaction with Oxygen Drift-Diffusion

  • Kim, Jong-Gi;Lee, Sung-Hoon;Lee, Kyu-Min;Na, Hee-Do;Kim, Young-Jae;Ko, Dae-Hong;Sohn, Hyun-Chul
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.286-287
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    • 2012
  • Reset-first resistive switching mechanism based on reduction reaction in HfO2-x with oxygen drift-diffusion was studied. we first report that the indirect evidence of local filamentary conductive path formation in bulk HfO2 film with local TiOx region at Ti top electrode formed during forming process and presence of anion-migration at interface between electrode and HfO2 during resistive switching through high resolution transmission electron microscopy (HRTEM), electron disperse x-ray (EDX), and electron energy loss spectroscopy (EELS) mapping. Based on forming process mechanism, we expected that redox reaction from Ti/HfO2 to TiOx/HfO2-x was responsible for an increase of initial current with increasing the post-annealing process. First-reset resistive switching in above $350^{\circ}C$ annealed Ti/HfO2 film was exhibited and the redox phenomenon from Ti/HfO2 to TiOx/HfO2-x was observed with high angle annular dark field (HAADF) - scanning transmission electron microscopy (STEM), EDX and x-ray photoelectron spectroscopy. Therefore, we demonstrated that the migration of oxygen ions at interface region under external electrical bias contributed to bipolar resistive switching behavior.

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Effect of Non-lattice Oxygen Concentration on Non-linear Interfacial Resistive Switching Characteristic in Ultra-thin HfO2 Films

  • 김영재;김종기;목인수;이규민;손현철
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.359-360
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    • 2013
  • The effect of electrode and deposition methods on non-linear interfacial resistive switching in HfO2 based $250{\times}250$ nm2 cross-point device was studied. HfO2 based device has the interfacial resistive switching properties of non-linearity and self-compliance current switching. The operating current in HfO2 based device was increased with negatively increasing the heat of formation energy in top electrode. Also, it was investigated that the operating current in HfO2 based device was changed with deposition methods of O3 reactant ALD, H2O reactant ALD and dc reactive sputtering, resulting the magnitude of the operating current and on/off ratio in order of HfO2 films deposited by dc reactive sputtering, H2O reactant ALD, and O3 reactant ALD. To investigate the effect of electrode and deposition methods on operating current of non-linear interfacial resistive switching in the cross-point device, X-ray photoelectron spectroscopy was measured. Through the analysis of O 1s spectra, non-lattice oxygen concentration, which is closely related to oxygen vacancies, was increased in order of Pt, TiN, and Ti top electrodes and in order of O3 reactant ALD, H2O reactant ALD, and O3 reactant ALD, and dc reactive sputtering deposition method. From all results, non-lattice oxygen concentration in ultra-thin HfO2 films play a crucial role in the operating current and memory states (LRS & HRS) in the non-linear interfacial resistive switching.

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A standardized method to study immune responses using porcine whole blood

  • Sameer-ul-Salam Mattoo;Ram Prasad Aganja;Seung-Chai Kim;Chang-Gi Jeong;Salik Nazki;Amina Khatun;Won-Il Kim;Sang-Myeong Lee
    • Journal of Veterinary Science
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    • 제24권1호
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    • pp.11.1-11.14
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    • 2023
  • Background: Peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) are commonly used to assess in vitro immune responses. However, PBMC isolation is a time-consuming procedure, introduces technical variability, and requires a relatively large volume of blood. By contrast, whole blood assay (WBA) is faster, cheaper, maintains more physiological conditions, and requires less sample volume, laboratory training, and equipment. Objectives: Herein, this study aimed to develop a porcine WBA for in vitro evaluation of immune responses. Methods: Heparinized whole blood (WB) was diluted (non-diluted, 1/2, 1/8, and 1/16) in RPMI-1640 media, followed by phorbol myristate acetate and ionomycin. After 24 h, cells were stained for interferon (IFN)-γ secreting T-cells followed by flow cytometry, and the supernatant was analyzed for tumor necrosis factor (TNF)-α. In addition, diluted WB was stimulated by lipopolysaccharide (LPS) and polyinosinic:polycytidylic acid (poly I:C), reference strain KCTC3557 (RS), field isolate (FI), of heat-killed (HK) Streptococcus suis, and porcine reproductive and respiratory syndrome virus (PRRSV). Results: The frequency of IFN-γ+CD3+ T-cells and concentration of TNF-α in the supernatant of WB increased with increasing dilution factor and were optimal at 1/8. WB TNF-α and interleukin (IL)-10 cytokine levels increased significantly following stimulation with LPS or poly I:C. Further, FI and RS induced IL-10 production in WB. Additionally, PRRSV strains increased the frequency of IFN-γ+ CD4-CD8+ cells, and IFN-γ was non-significantly induced in the supernatant of re-stimulated samples. Conclusions: We propose that the WBA is a rapid, reliable, and simple method to evaluate immune responses and WB should be diluted to trigger immune cells.

영상유도 양성자치료를 위한 콘빔 CT 재구성 알고리즘: 기하학적 보정방법에 관한 연구 (Geometric Calibration of Cone-beam CT System for Image Guided Proton Therapy)

  • 김진성;조민국;조영빈;윤한빈;김호경;윤명근;신동호;이세병;이레나;박성용;조관호
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제19권4호
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    • pp.209-218
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    • 2008
  • IMRT, 양성자 치료와 같이 방사선 치료 기술이 발전할수록 치료 시 환자의 위치를 확인하고 그 정확성을 평가하는 기술의 중요성이 강조되고 있다. 현재 국립암센터 양성자치료센터에 설치되어 있는 양성자 치료기의 단순 X-선 영상시스템을 이용하여 콘빔 CT (cone-beam CT) 3차원 영상을 획득, 영상유도 방사선 치료의 가능성을 확인하고자 하였다. 양성자 치료기에 설치되어있는 X-선 영상시스템(SDD: 2,108 mm, SOD: 1,511 mm, Varian a277 x-ray tube & Varian Paxscan 4030: a-Si+DRZ screen)을 이용하여 양성자 갠트리를 $2^{\circ}$씩 회전시켜가면서 기하학적인 오차 측정을 위한 팬톰과 인체 팬톰 (Humanoid phantom, Rando, CA, USA)의 투사영상을 획득하였다. 현재 시스템적으로 연속적인 회전과 영상획득이 지원되지 않아서 영상획득 후 갠트리를 회전하는 방법으로 투사영상을 획득하였다. 기하학적 오차측정을 위한 팬텀과 두경부 팬텀에 대해서 $360^{\circ}$를 회전하며 180장의 투사영상($2,304{\times}3,200$, 14 bit with 127${\mu}m$ pixel pitch)을 관전압 85 kVp, 관전류 80 mA, 조사시간 0.5 s의 조건으로 촬영하였다. 콘빔 CT 영상재구성을 위해 Ram-Lak filter를 적용한 Feldkamp cone-beam 알고리즘을 사용하였으며, 획득한 180장의 투사영상을 사용하여 $0.4{\times}0.4{\times}0.4mm^3$의 voxel size를 가진 $512{\times}512{\times}512$ CT영상을 재구성하였다. 기하학적인 오차 측정방법을 통해 X-선 선원, 검출기와 갠트리의 기하학적 정보를 측정하였다. 측정된 결과에 의하면 검출기가 $0.25^{\circ}$ 회전된 오차를 보이는 것을 발견하였다. 기하학적 교정으로 재구성된 콘빔 CT 영상을 multi-planar view (axial, sagittal and coronal view) 및 3차원 영상으로 재구성하여 비교 평가 하였다. 현재 양성자치료기에 설치되어있는 단순 X-선 영상 시스템에서 기하학적 오차 측정을 위한 볼 팬텀을 이용하여 시스템의 오차를 측정하였다. 측정한 오차를 바탕으로 기하학적 교정을 통해서 두경부 및 복부 팬텀에 대한 3차원 영상인 콘빔 CT 영상들을 재구성하였다. 추후 연속적인 회전을 통한 영상획득이 가능하게 된다면, 보다 정확하고 신속한 영상재구성이 가능 하며 콘빔 CT가 영상유도 양성자 치료에 매우 유용할 것으로 사려된다.

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다목적 여과저류지를 이용한 하천수의 조류와 인 제거방안 제안 (A Proposition for the Removal of Algae and Phosphorus from River Water Using Multi-Purpose filtration pond)

  • 최홍규;정일화;배가람;박재영;이종진;김용운;정관수;김승현
    • 대한환경공학회지
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    • 제35권7호
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    • pp.525-531
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    • 2013
  • 대하천의 조류문제에 대한 해결책을 찾기 위해 다목적 여과저류지를 활용하는 방안을 연구하였다. 문헌조사를 통해 용존 인의 흡착제거에 우리나라에서는 굴패각이 적합함을 알 수 있었고, 이를 흡착제로 활용한 등온흡착실험과 칼럼실험을 수행하였다. 등온흡착실험결과 흡착에 의해 하천수의 용존 인을 모두 제거하여 대하천에서의 조류발생을 방지하는 것은 어렵다는 것을 알 수 있었고, 칼럼실험결과 제한적인 조건에서는 굴패각을 흡착여재로 활용하는 방안이 가능함을 알 수 있었다. 실험결과를 근거로 이미 발생한 조류를 여과저류지를 이용하여 제거하는 방안을 제시하였으며, 인공하천의 하상표층에 형성된 슬러지 케익을 기계적으로 제거하여 하류의 농축부에 모아 최종제거하고 또한 농축부에서 흡착재로 굴패각을 사용함으로써 농축부의 사멸조류에 의한 인의 재방출을 억제하는 것이다.

지진유발 변형률 데이터의 분포 특성 분석을 위한 응용통계기법의 적용 (Application of Statistical Analysis to Analyze the Spatial Distribution of Earthquake-induced Strain Data)

  • 김보람;채병곤;김용제;서용석
    • 지질공학
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    • 제23권4호
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    • pp.353-361
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    • 2013
  • 본 연구에서는 ${\bigcirc}{\bigcirc}$지역 토목용 계측기에서 측정된 지진유발 변형률 데이터의 분포 특성을 분석하기 위한 기법으로 응용통계기법에 대한 적용성을 평가하였다. 2011년 도호쿠 대지진과 같은 해에 발생한 규모 7.0 이상의 여진을 계측한 4방향의 변형률 데이터를 활용하였다. 데이터의 미세한 변동을 감지하기 위하여 단변량 분석기법인 x-MR 분석을 실시하였으며 분석결과 계측 데이터 간의 분산시점에 차이가 발생하는 것을 확인하였다. 이러한 분산시점의 차이를 해결하기 위하여 변형률 데이터 간의 상관성을 고려한 다변량 통계분석을 실시하였다. 다변량 분석기법 가운데 하나인 주성분 분석결과를 $T_2$과 Q-통계량 분석에 적용하여 신뢰구간 99.9%, 99.0%, 95.0%로 실시간 분석을 수행하였다. 분석결과 $T_2$과 Q-통계량 값이 신뢰구간 99.9%를 초과하는 시점은 x-MR 분석의 분산시점과 일치하거나 이른 시간으로 나타났다. 또한, 신뢰구간 95.0%와 99.0%를 초과하는 시점은 99.9%를 초과하는 시점 이전에 타점되어 지진발생 전에 이상 분포 발생을 예측할 수 있었다. 이러한 결과는 변형률 데이터의 비정상적인 분포 특성을 다변량 통계분석법으로 인지할 수 있다는 것을 의미한다. 따라서 다변량 통계분석은 변형률 데이터의 분포 특성을 분석하여 지진을 예지하는 방법으로 이용가능하다고 판단된다.

RF 마그네트론 스퍼터링법에 의한 MFM 구조의 $SrBi_2Ta_2O_9$ 박막 특성에 관한 연구 (A study on the characteristics of MEM structure of $SrBi_2Ta_2O_9$ thin films by RE magnetron sputtering)

  • 이후용;최훈상;최인훈
    • 한국진공학회지
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    • 제9권2호
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    • pp.136-143
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    • 2000
  • RF magnetron sputtering법으로 $SrBi_2Ta_2O_9$ (SBT)박막을 상온에서 p-type Si(100) 기판위에 증착하여 DRO 강유전체 메모리(destructive read out ferroelectric random access memory)에 사용되는 강유전체막으로 Pt/SBT/Pt/Ti/$SiO_2$/Si (MFM)구조의 응용가능성을 확인하였다. 구조적인 특징들이 열처리 시간의 변화와 Ar/$O_2$의 가스 유량비의 변화에 따라서 XRD(x-ray diffractometer)에 의해 관찰되었으며 표면 특성은 FE-SEM(field emission scanning electron microscopy)에 의해서 관찰하고 박막의 전기적 특성들은 P-V(polarization-voltage measurement)와 I-V(current-voltage measurement)를 사용하여 관찰하였다. 스퍼터링 증착시 Ar/$O_2$의 가스 유량비는 1:4에서 4:1까지 변화 시켰고 SBT박막은 상온에서 증착시켰다. XRD 측정시 박막들은 SBT의 (105), (110) peak들을 나타내었다. 상온에서 증착시킨 박막은 1시간, 2시간 동안 산소 분위기에서 $800^{\circ}C$ 열처리를 하여 결정화 시켰다. SBT 박막의 P-V곡선은 이력 곡선의 모양을 갖추었으며 비대칭적인 강유전체 특성을 나타내었다. Ar/$O_2$ 가스유량비가 1 : 1, 2 : 1인 경우에 박막의 누설 전류밀도 값이 제일 좋았으며, 그 값은 3V 5V 7V에서 각각 $3.11\times10^{-8} \textrm{A/cm}^2$, $5\times10^{-8}\textrm{A/cm}^2$, $7\times10^{-8}\textrm{A/cm}^2$ 이었다. 열처리 시간을 2시간으로 증가시킨 후, 그들의 전기적 특성과 결정화특성이 개선됨을 확인하였다. AES 분석 및 EPMA분석으로 SBT박막의 깊이 분포 및 조성을 확인하였다.

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Factors predicting radiation pneumonitis in locally advanced non-small cell lung cancer

  • Kim, Myung-Soo;Lee, Ji-Hae;Ha, Bo-Ram;Lee, Re-Na;Lee, Kyung-Ja;Suh, Hyun-Suk
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제29권3호
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    • pp.181-190
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    • 2011
  • Purpose: Thoracic radiotherapy is a major treatment modality of stage III non-small cell lung cancer. The normal lung tissue is sensitive to radiation and radiation pneumonitis is the most important dose-limiting complication of thoracic radiation therapy. This study was performed to identify the clinical and dosimetric parameters related to the risk of radiation pneumonitis after definitive radiotherapy in stage III non-small cell cancer patients. Materials and Methods: The medical records were reviewed for 49 patients who completed definitive radiation therapy for locally advanced non-small cell lung cancer from August 2000 to February 2010. Radiation therapy was delivered with the daily dose of 1.8 Gy to 2.0 Gy and the total radiation dose ranged from 50.0 Gy to 70.2 Gy (median, 61.2 Gy). Elective nodal irradiation was delivered at a dose of 45.0 Gy to 50.0 Gy. Seven patients (14.3%) were treated with radiation therapy alone and forty two patients (85.7%) were treated with chemotherapy either sequentially or concurrently. Results: Twenty-five cases (51.0%) out of 49 cases experienced radiation pneumonitis. According to the radiation pneumonitis grade, 10 (20.4%) were grade 1, 9 (18.4%) were grade 2, 4 (8.2%) were grade 3, and 2 (4.1%) were grade 4. In the univariate analyses, no clinical factors including age, sex, performance status, smoking history, underlying lung disease, tumor location, total radiation dose and chemotherapy were associated with grade ${\geq}2$ radiation pneumonitis. In the subgroup analysis of the chemotherapy group, concurrent rather than sequential chemotherapy was significantly related to grade ${\geq}2$ radiation pneumonitis comparing sequential chemotherapy. In the univariate analysis with dosimetric factors, mean lung dose (MLD), $V_{20}$, $V_{30}$, $V_{40}$, MLDipsi, $V_{20}$ipsi, $V_{30}$ipsi, and $V_{40}$ipsi were associated with grade ${\geq}2$ radiation pneumonitis. In addition, multivariate analysis showed that MLD and V30 were independent predicting factors for grade ${\geq}2$ radiation pneumonitis. Conclusion: Concurrent chemotherapy, MLD and $V_{30}$ were statistically significant predictors of grade ${\geq}2$ radiation pneumonitis in patients with stage III non-small cell lung cancer undergoing definitive radiotherapy. The cutoff values for MLD and $V_{30}$ were 16 Gy and 18%, respectively.

CR 시스템을 이용한 방사선 종양학과의 Filmless 환경 구축 (Setting Up a CR Based Filmless Environment for the Radiation Oncology)

  • 김동영;이지혜;김명수;하보람;이천희;김소영;안소현;이레나
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제22권3호
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    • pp.155-162
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    • 2011
  • 방사선치료를 위한 아날로그영상기반의 시뮬레이터와 의료용 선형가속기로 이루어진 시스템을 X-ray 필름을 Computed Radiography (CR)로 교체하여 디지털영상기반의 시스템으로 개선하였다. 장비교체를 최소화하였고 기존의 치료과정과 유사하도록 하여 사용자들이 짧은 시간에 적응할 수 있도록 하였다. 필름카세트와 필름현상기는 CR카세트와 CR리더기로 대신하였고, ViewBox는 소형PC와 모니터로 대체되었다. 디지털영상의 장점을 충분히 활용하기 위해 방사선종양학과에 적합한 Viewer 소프트웨어를 개발하여 업무의 편리성과 효율성을 도모하였다. Viewer 소프트웨어는 2개의 이미지를 동시에 볼 수 있으며, 이들 영상의 비교도 가능하다. 다양한 검색기능과 Contouring 기능, 윈도우폭/레벨 조절기능을 갖추었다. 업무의 중단이 없도록 하기 위해 1주일간 기존 필름과 CR을 공동으로 운용하며 문제점을 수정한 후 필름시스템을 제거하고 CR시스템을 운용하였다. CR시스템은 안정적으로 운용되고 있으며, 본격적으로 CR시스템이 이용되면서 사용자로부터 제기되는 여러 요구사항을 반영하여 기능을 개선하였다.