Lateral type poly-silicon field emitters were fabricated by utilizing the LOCOS (Local Oxidation of Silicon) process. For the implementation 'of an ideal field emission device with quasi-zero tunneling barrier, a new and fundamental approach has used conducted by introducing an intelligent carbon-based thin layer on the cathode tip surface via a field-assisted self-aligning of carbon (FASAC) process. Fundamental lowering of the turn-on field for the electron emission was feasible through the control of both the tip shape and surface barrier height.
The optical characterization of self-assembled InAs/AlAs Quantum Dots(QD) grown by MBE(Molecular Beam Epitaxy) was investigated by using Photoluminescence(PL) spectroscopy. The influence of thin AlAs barrier on QDs were carried out by utilizing a pumping beam that has lower energy than that of the AlAs barrier. This provides the evidence for the tunneling of carriers from the GaAs layer, which results in a strong QD intensity compared to the GaAs at the 16 K PL spectrum. The presence of two QDs signals were found to be associated with the ground-states transitions from QDs with a bimodal size distribution made by the excitation power-dependent PL. From the temperature-dependent PL, the rapid red shift of the peak emission that was related to the QD2 from the increasing temperature was attributed to the coherence between the QDs of bimodal size distribution. A red shift of the PL peak of QDs emission and the reduction of the FWHM(Full Width at Half Maximum) were observed when the annealing temperatures ranged from 500 $^{\circ}C$ to 750 $^{\circ}C$, which indicates that the interdiffusion between the dots and the capping layer was caused by an improvement in the uniformity size of the QDs.
최근 Charge Trap Flash (CTF) Non-Volatile Memory (NVM) 소자가 30 nm node 이하로 보고 되면서, 고집적화 플래시 메모리 소자로 각광 받고 있다. 기존의 CTF NVM 소자의 tunnel layer로 쓰이는 SiO2는 성장의 용이성과 Si 기판과의 계면특성, 낮은 누설전류와 같은 장점을 지니고 있다. 하지만 단일층의 SiO2를 tunnel layer로 사용하는 기존의 Non-Valatile Memory (NVM)는 두께가 5 nm 이하에서 direct tunneling과 Stress Induced Leakage Current (SILC) 등의 효과로 인해 게이트 누설 전류가 증가하여 메모리 보존특성의 감소와 같은 신뢰성 저하에 문제점을 지니고 있다. 이를 극복하기 위한 방안으로, 최근 CTF NVM 소자의 Tunnel Barrier Engineered (TBE) 기술이 많이 접목되고 있는 상황이다. TBE 기술은 SiO2 단일층 대신에 서로 다른 유전율을 가지는 절연막을 적층시킴으로서 전계에 대한 민감도를 높여 메모리 소자의 쓰기/지우기 동작 특성과 보존특성을 동시에 개선하는 방법이다. 또한 터널링 절연막으로 유전률이 큰 High-K 물질을 이용하면 물리적인 두께를 증가시킴으로서 누설 전류를 줄이고, 단위 면적당 gate capacitance값을 늘릴 수 있어 메모리 소자의 동작 특성을 개선할 수 있다. 본 연구에서는 CTF NVM 소자의 trap layer로 쓰이는 HfO2의 두께를 5 nm, blocking layer의 역할을 하는 Al2O3의 두께를 12 nm로 하고, tunnel layer로 Si3N4막 위에 유전율과 Energy BandGap이 유사한 HfAlO와 ZrO2를 적층하여 Program/Erase Speed, Retention, Endurance를 측정을 통해 메모리 소자로서의 특성을 비교 분석하였다.
Ferromagnets(FM)-Al-$O_{x}$ -Ferromagnets (FM) tunneling junctions were evaluated by changing the fabricating conditions of an Al-X$/_{x}$ layer. The junction composed of a thicker Al-$O_{x}$ shows the low resistance and the stable MR ratio about 16% in a wide range of oxidation time. For the junctions with the thinner Al-$O_{x}$ , they showed a fast increase of the barrier width as an increase of an oxidation time and exhibited a strong bias dependence. As oxidation time increased, the coercivity ($H_{c}$ ) of bottom Co layer increased gradually due to the local oxidation of Co bottom layer at a interface. However, the small formation of Co oxide did not largely influence on the deterioration of MR ratio.
Electrolunlinescent devices based on conjugated polymer emitting materials have been much attracted possible applications for multicolor flat panel display, since the conjugated polymers have a small band gap emitting obtained at a low driving voltage. In this paper, we fabricated the single layer EL device using poly(3-hexylthiophene) as emitting material Electroluminescence(EL) and I-V-L characteristics of indium-tin-oxide[ITO]P3HT/AI device with a various thickness were investigated. It was demonstrate that the I-V characteristics depend, not the voltage but the electric- field strength, The current is dependent on the electric filed and not on the applied voltage, indicating that the carriers are injected by a tunneling process. In the device, the barrier to hole injection is only 0.5eV and the barrier to electron injection is 1.5eV.
Spin polarized tunneling through a hybrid tunnel barrier of a Spin filter (SF) based on a EuO ferro-magnetic semiconductor and an organic semiconductor (OSC) (rubrene in this case) was investigated. For quasi-magnetic tunnel junction (MTJ) structures, such as Co/rubrene/EuO/Al, we observed a strong spin filtering effect of the EuO layer exhibiting I-V curves with high spin polarization (P) of up to 99% measured at 4 K. However, a magnetoresistance (MR) value of 9% was obtained at 4.2 K. The low MR compared to the high P could be attributed to spin scattering caused by structural defects at the interface between the EuO and rubrene, due to nonstoichiometry in the EuO.
To investigate the effect of metal electrode in electroluminescent[EL] devices, we fabricated EL devices of ITO/P3HT/Al, ITO/P3HT/LiF/Al and ITO/P3HT/Mg:In structure. In current-voltage-light power characteristics, turn-on voltage of EL devices using LiF insulating layer and Mg:In(2.8V) metal electrode is lower than EL device using Al(4.2V). Besides the external quantum efficiency is improved also. The reason is related to carrier mobility and carrier injection, which would affect the hole-electron balance. In the device with Al electrode, holes injected from indium-tin-oxide[ITO] to poly(3-hexylthiophene)[P3HT] might reach the Al electrode without interacting with injected electrons, because the electron injection efficiency was very low for this electrode. Besides oxidation of the Al electrode is likely due to holes reaching the cathode without meeting injected electrons. Another possible reason for the higher EL efficiency may be the insulating layer playing the role of a tunneling barrier for holes to the Al electrode. In all EL devices, the orange-red light was clearly visible in a dark room. Maximum peak wavelength of EL spectrum emitted at 640nm in accordance with photon energy 1.9eV
쇼트키 장벽 관통 트랜지스터에 실리콘 나노점을 부유 게이트로 사용하는 비휘발성 메모리 소자를 제작하였다. 소스/드레인 영역에 어븀 실리사이드를 형성하여 쇼트키 장벽을 생성하였으며, 디지털 가스 주입의 저압 화학 기상 증착법으로 실리콘 나노점을 형성하여 부유 게이트로 이용하였다. 쇼트키 장벽 관통 트랜지스터의 동작 상태를 확인하였으며, 게이트 전압의 크기 및 걸어준 시간에 따른 트랜지스터의 문턱전압의 이동을 관찰함으로써 비휘발성 메모리 특성을 측정하였다. 초기 ${\pm}20\;V$의 쓰기/지우기 동작에 따른 메모리 창의 크기는 ${\sim}5\;V$ 이었으며, 나노점에 충분한 전하 충전을 위한 동작 시간은 10/50 msec 이었다. 그러나 메모리 창의 크기는 일정 시간이 지난 후에 0.4 V로 감소하였다. 이러한 메모리 창의 감소 원인을 어븀 확산에 따른 결과로 설명하였다. 본 메모리 소자는 비교적 안정한 쓰기/지우기 내구성을 보여주었으나, 지속적인 쓰기/지우기 동작에 따라 수 V의 문턱전압 이동과 메모리 창의 감소를 보여주었다. 본 실험 결과를 가지고 실리콘 나노점 부유게이트가 쇼트키 장벽 트랜지스터 구조에 접목 가능하여 초미세 비휘발성 메모리 소자로 개발 가능함을 확인하였다.
Using the Vienna ab initio simulation package (VASP) incorporating both semiempirical and nonlocal van der Waals interaction, the structural, adsorption, and magnetic properties of Ni/BN/Co systems were investigated. We proposed that the relative spin direction of Ni and Co magnets can be easily tuned, because the total energy difference between ferromagnetic (FM) and antiferromagnetic (AFM) states is small. Despite this feature, very interestingly, both Ni and Co layers manifest half-metallic state, whereas the spacer BN layer becomes weak metal for one monolayer (ML) thickness and an insulating barrier for two ML thicknesses. The half-metallic behavior of the magnetic layers seems very robust, because it is independent of the magnetic coupling between Ni and Co. This finding indicates that the Ni/BN/Co system can be used as a potential candidate for tunneling magnetoresistance system.
Water-based sol-gel 법으로 La2/3Sr1/3MnO3(LSMO)/YSZ/SiO2/Si(100) 다결정체 박막을 제조하여 YSZ 중간층 도입에 따른 상온, 120 Oe의 저 자장영역에서 측정한 tunnel-type 자기저항 변화에 미치는 영향에 대하여 고찰하였다. 페롭스카이트 단일상을 갖는 미세한 LSMO 박막을 얻을 수 있었으며, YSZ 중간층을 도입하지 않은 박막의 자기저항 변화비는 최대 약 0.20%이었으나, YSZ 중간층을 도입한 경우 자기저항비가 0.42%로 증가하였다. 이러한 tunnel-type 자기저항의 증가 현상은 YSZ 중간층이 SiO2/Si(100) 기판과 La2/3Sr1/3MnO. 자성박막 사이에서 확산 장벽층으로서의 역할을 수행하여 LSMO 박막의 미세구조 특성 향상 및 확산반응에 의하여 생성된 dead layer를 감소시켜 나타난 결과이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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