• 한국자기학회:학술대회 개요집
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• 한국자기학회 2011년도 자성 및 자성재료 국제학술대회
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• pp.101-101
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• 2011

The control of magnetization by an electric field at room temperature remains as one of great challenges in materials science. Multiferroics, in which magnetism and ferroelectricity coexist and couple to each other, could be the most plausible candidate to realize this long-sought capability. While recent intensive research on the multiferroics has made significant progress in sensitive, magnetic control of electric polarization, the electrical control of magnetization, the converse effect, has been observed only in a limited range far below room temperature. Here we demonstrate at room temperature the control of both electric polarization by a magnetic field and magnetization by an electric field in a multiferroic hexaferrite. The electric polarization rapidly increases in a magnetic field as low as 5 mT and the magnetoelectric susceptibility reaches up to 3200 ps/m, the highest value in single phase materials. The magnetization is also modulated up to 0.34 mB per formula unit in an electric field of 1.14 MV/m. Furthermore, this compound allows nonvolatile, magnetoelectric reading- and writing-operations entirely at room temperature. Four different magnetic/electric field writing conditions generate repeatable, distinct M versus E curves without dissipation, offering an unprecedented opportunity for a multi-bit memory or a spintronic device applications.

• 전자공학회논문지D
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• 제36D권11호
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• pp.63-70
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• 1999

PLT(10) 박막을 $Pt/TiO_2/SiO_2/Si$ 기판 위에 sol-gel법으로 제작하여, 상부전극의 면적과 외부인가 펄스전압 및 부하저항을 변화시켜 가며 비휘발성 메모리 소자에 응용하기 위해 필수적인 switching 특성을 조사하였다. 외부인가 펄스전압이 2V에서 5V 까지 증가함에 따라, switching time은 $0.49{\mu}s$에서 $0.12{\mu}s$로 감소하였으며, 인가된 펄스전압에 대한 switching time의 관계로부터 구한 활성화 에너지 ($E_a$)는 209 kV/cm이었다. 상부전극 면적이 $3.14{\times}10^{-4}cm^2$인 박막에서 이력곡선과 polarization switching 실험으로부터 구한 switched charge density는 5V에서 각각 $11.69{\mu}C/cm^2$과 $13.02{\mu}C/cm^2$으로 양쪽 값 사이의 오차는 약 10%로 비교적 잘 일치하는 경향을 나타내었다. 상부전극의 면적이 $3.14{\times}10^{-4}cm^2$에서 $5.03{\times}10^{-3}cm^2$으로 증가함에 따라, switching time이 $0.12{\mu}s$에서 $1.88{\mu}s$로 증가하였으며, 부하저항을 50${\Omega}$에서 3.3$k{\Omega}$으로 증가시킴에 따라 switching time은 $0.12{\mu}s$에서 $9.7{\mu}s$로 증가로 증가하였다. 이와 같은 switching 특성에 관한 연구를 통해 PLT(10) 박막이 비휘발성 메모리 소자에 응용될 수 있는 매우 유망한 재료임을 알 수 있다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제44권6호
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• pp.8-18
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• 2007

본 논문에서는 PoRAM의 4bit 셀 어레이 구조와 이를 동작시키기 위한 센싱 방법에 대해서 연구하였다. PoRAM은 기존의 SRAM이나 DRAM과는 다른 동작을 취한다. PoRAM 소자의 상단전극과 하단전극에 전압을 가했을 때 저항 성분 변화에 따른 셀에 흐르는 전류를 측정하여 상태를 구분한다. 셀 어레이의 새로운 어드레싱 방법으로, 행-디코더는 "High", 열-디코더는 "Low"로 선택하여, 셀에 해당하는 전류가 워드라인에서 비트라인으로 흐르게 하였다. 이때 흐르는 전류를 큰 값으로 증폭시켜 원하는 값을 얻고자 전압 센스 앰플리파이어를 사용한다. 이는 전압 센싱 방법인 전류 미러를 이용한 1단 차동 증폭기를 사용한다. 전압 센스 앰플리파이어에서 증폭을 시켜주기 위해 셀에서 측정된 전류 값을 전압 값으로 변환시켜주는 장치가 필요하다. 1단 차동 증폭기 입력 단에 소자 저항인 diode connection NMOS을 달아주었다. 이를 사용함으로써 전류 값과 저항 값의 곱으로 나타내어진 입력값(Vin)과 기준전압(Vref)을 비교하여 지우기 상태일 경우에는 "Low", 쓰기 상태일 경우에는 "High"로 증폭되는 것을 확인했다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제45권12호
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• pp.1-7
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• 2008

Magnetic Tunnel Junction (MTJ)는 비휘발성 소자로서 그간 기억소자분야에 국한되어왔으나, 최근 다양한 연구들에 의하여 자기논리 (magneto-logic) 회로에 사용되면서 기존 트랜지스터 기반의 논리연산자를 대체할 수 있는 가능성을 보이고 있으며, 논리회로까지 확장 적용되어 스핀전자공학 분야의 새로운 장을 열 것으로 기대되어지고 있다. 자체 저장 능력을 갖는 MTJ 소자로 구현된 자기논리 회로는 전원이 꺼져도 정보가 그대로 유지되고, 또한, 불 (Boolean) 연산 수행 시 단순한 입력변화만으로 다양한 논리 연산자 구현이 가능한 구조적인 유연성을 보이므로, 물리적으로 완성된 회로 내에서 얼마든지 재구성이 가능한 자기논리 회로를 구현할 수 있다. 본 논문에서는 단순한 조합논리나 순차논리 회로의 동작을 넘어서, 임의의 3비트 논리회로 동작을 모두 수행할 수 있는 자기논리 회로를 제안한다. 이를 위해 3비트 논리회로 중에서 최대의 복잡성을 갖는 논리회로를 MTJ 소자를 사용하여 설계하였고, 그 동작을 이전 논문에서 제안된 바 있는 macro-model을 보완 적용하여 검증하였다. 제안된 회로는 3비트로 구현할 수 있는 가장 복잡한 논리회로의 동작을 수행할 뿐만 아니라, 전류구동회로의 게이트 신호들을 변화시킴으로써 임의의 3비트 논리 회로의 동작을 모두 수행하는 것이 가능하다.