재료가 갖는 우수한 강유전성으로 인해 비휘발성메모리소자의 핵심재료로 주목받고 있는 PZT박막의 물성향상을 위해 여러 가지 용매를 사용하여 코팅용 sol을 제조하여 그 물성 변화를 관찰하였다. 박막의 제조 방법으로는 sol-gel스핀코팅법을 사용하였으며, sol제조에 있어 착화제의 적절한 이용방법을 찾아 여러 가지 용매를 이용한 안정한 sol을 제조하였다. 일반적인 PZT 박막의 코팅용 sol은 가수분해속도나 ...
재료가 갖는 우수한 강유전성으로 인해 비휘발성메모리소자의 핵심재료로 주목받고 있는 PZT박막의 물성향상을 위해 여러 가지 용매를 사용하여 코팅용 sol을 제조하여 그 물성 변화를 관찰하였다. 박막의 제조 방법으로는 sol-gel스핀코팅법을 사용하였으며, sol제조에 있어 착화제의 적절한 이용방법을 찾아 여러 가지 용매를 이용한 안정한 sol을 제조하였다. 일반적인 PZT 박막의 코팅용 sol은 가수분해속도나 용해도 등을 고려하여 2-Methoxyethanol이나 2-ethoxyethanol등의 기능성 알콜이 많이 사용되어 왔으나 이들은 비교적 고가이며 인체에 매우 유해한 유독 물질인 단점이 있다. 사용하는 용매에 따라 PZT 박막의 물성에 미치는 영향이 다르다고 보고되어진 바, 본 연구에서는 기능성알콜에 비해 점도가 낮아 젖음성(wetting)이 우수하고 낮은 분자량으로 인해 반응성이 좋으며 가격이 저렴한 isopropyl alcohol, ethanol 및 methanol을 용매로 선택하여, 기존의 sol제조 공정과는 다른 새로운 방법을 도입하여 안정한 sol을 제조함으로써 용매에 대한 선택의 폭을 증가시켜 alcohol에 따른 PZT 박막의 제조 조건을 확립하며, 제조된 박막의 물성 고찰을 통한 용매의 영향을 규명하고자 하였다. 용매의 분자량이 작아질수록 PZT 상형성 온도가 낮아짐을 확인할 수 있었으며 이로 인해 분자량이 작은 용매를 사용함으로써 보다 낮은 온도에서 알코올 및 유기물의 분해가 이루어져 최종 perovskite 상형성이 비교적 낮은 온도에서 가능함을 알 수 있었다. 또한 상형성 온도가 낮아짐으로 인하여 기판영향이 커짐에 따라(111) intensity ratio가 증가하고 grain size가 작고 균일한 미세구조를 나타내었으며 Pr값이 감소하는 것을 확인할 수 있었다.
재료가 갖는 우수한 강유전성으로 인해 비휘발성메모리소자의 핵심재료로 주목받고 있는 PZT 박막의 물성향상을 위해 여러 가지 용매를 사용하여 코팅용 sol을 제조하여 그 물성 변화를 관찰하였다. 박막의 제조 방법으로는 sol-gel스핀코팅법을 사용하였으며, sol제조에 있어 착화제의 적절한 이용방법을 찾아 여러 가지 용매를 이용한 안정한 sol을 제조하였다. 일반적인 PZT 박막의 코팅용 sol은 가수분해속도나 용해도 등을 고려하여 2-Methoxyethanol이나 2-ethoxyethanol등의 기능성 알콜이 많이 사용되어 왔으나 이들은 비교적 고가이며 인체에 매우 유해한 유독 물질인 단점이 있다. 사용하는 용매에 따라 PZT 박막의 물성에 미치는 영향이 다르다고 보고되어진 바, 본 연구에서는 기능성알콜에 비해 점도가 낮아 젖음성(wetting)이 우수하고 낮은 분자량으로 인해 반응성이 좋으며 가격이 저렴한 isopropyl alcohol, ethanol 및 methanol을 용매로 선택하여, 기존의 sol제조 공정과는 다른 새로운 방법을 도입하여 안정한 sol을 제조함으로써 용매에 대한 선택의 폭을 증가시켜 alcohol에 따른 PZT 박막의 제조 조건을 확립하며, 제조된 박막의 물성 고찰을 통한 용매의 영향을 규명하고자 하였다. 용매의 분자량이 작아질수록 PZT 상형성 온도가 낮아짐을 확인할 수 있었으며 이로 인해 분자량이 작은 용매를 사용함으로써 보다 낮은 온도에서 알코올 및 유기물의 분해가 이루어져 최종 perovskite 상형성이 비교적 낮은 온도에서 가능함을 알 수 있었다. 또한 상형성 온도가 낮아짐으로 인하여 기판영향이 커짐에 따라(111) intensity ratio가 증가하고 grain size가 작고 균일한 미세구조를 나타내었으며 Pr값이 감소하는 것을 확인할 수 있었다.
Lead zirconate titanate(PZT) thin films have been extensively investigated for nonvolatile memory device application due to their remarkable ferroelectric properties. In sol-gel processing, it was reported that the solvent of stock solution strongly effects on the final properties of PZT thin film. ...
Lead zirconate titanate(PZT) thin films have been extensively investigated for nonvolatile memory device application due to their remarkable ferroelectric properties. In sol-gel processing, it was reported that the solvent of stock solution strongly effects on the final properties of PZT thin film. However, a solvent for stock solution is limited from the consideration of reaction with precur sor. 2-Methoxyethanol has been generally used due to its high reactivity. However, to improvement the density of film, solvent with light molecular weight is more desirable. Even though the solvent s with light molecular weight has the advantage, those have been rarely used as solvent because it is difficult to control the reaction kinetic between the solvent and precursor alkoxide. Due to the limitations mentioned above, there were few reports about the sol-gel derived PZT thin films using light alcohol such as methanol and ethanol. Morever, comparing the effects of various solvents to final PZT films has never been reported. Therefore, in this work, the effects of solvents on the properties of PZT thin film were studied. We succeeded in preparing the stock solution with various solvents(2-Methoxyethanol, IPA, ethanol, and methanol) using a new technology. The thin films have been made from alkoxide precursor by sol-gel method using four different alcohol as solvent s in that the chelating agent adopted for stability of stock solution. It was found that the temperature of phase formation was decreased with the decrease of molecular weight of solvent. A tendency of decrease in grain size was observed and XRD intensity ratio of (111) diffraction was increased as the molecular weight of solvent decrease. Also, Prvalue decreased. These changes in the material properties according to various solvents could be related with the removal of organic group of alkoxides. Finally, we confined that the different kinds of solvent were effective to crystallization and properties of PZT thin film.
Lead zirconate titanate(PZT) thin films have been extensively investigated for nonvolatile memory device application due to their remarkable ferroelectric properties. In sol-gel processing, it was reported that the solvent of stock solution strongly effects on the final properties of PZT thin film. However, a solvent for stock solution is limited from the consideration of reaction with precur sor. 2-Methoxyethanol has been generally used due to its high reactivity. However, to improvement the density of film, solvent with light molecular weight is more desirable. Even though the solvent s with light molecular weight has the advantage, those have been rarely used as solvent because it is difficult to control the reaction kinetic between the solvent and precursor alkoxide. Due to the limitations mentioned above, there were few reports about the sol-gel derived PZT thin films using light alcohol such as methanol and ethanol. Morever, comparing the effects of various solvents to final PZT films has never been reported. Therefore, in this work, the effects of solvents on the properties of PZT thin film were studied. We succeeded in preparing the stock solution with various solvents(2-Methoxyethanol, IPA, ethanol, and methanol) using a new technology. The thin films have been made from alkoxide precursor by sol-gel method using four different alcohol as solvent s in that the chelating agent adopted for stability of stock solution. It was found that the temperature of phase formation was decreased with the decrease of molecular weight of solvent. A tendency of decrease in grain size was observed and XRD intensity ratio of (111) diffraction was increased as the molecular weight of solvent decrease. Also, Prvalue decreased. These changes in the material properties according to various solvents could be related with the removal of organic group of alkoxides. Finally, we confined that the different kinds of solvent were effective to crystallization and properties of PZT thin film.
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