초록 ▼

수년간의 연구 개발을 통하여 축적된 know-how를 바탕으로 강유전체 박막을 제조하고 AFM을 이용하여 박막의 domain 구조와 안정성을 분석한다. 실험적인 분
석과 전기장 modeling 과 simulation을 통해서 제안된 이론적인 분석을 비교 분석함으로써 최종적으로 박막의 두께와 적용 pulse 특성이 domain 안정성에 미치
는 영향을 분석하고 안정적인 나노 도메인의 구현을 위한 방안을 제시한다.
- Sputtering를 이용하여 최적의 중간층막(Ti$O_2$), 전극막(Pt)의 제

수년간의 연구 개발을 통하여 축적된 know-how를 바탕으로 강유전체 박막을 제조하고 AFM을 이용하여 박막의 domain 구조와 안정성을 분석한다. 실험적인 분
석과 전기장 modeling 과 simulation을 통해서 제안된 이론적인 분석을 비교 분석함으로써 최종적으로 박막의 두께와 적용 pulse 특성이 domain 안정성에 미치
는 영향을 분석하고 안정적인 나노 도메인의 구현을 위한 방안을 제시한다.
- Sputtering를 이용하여 최적의 중간층막(Ti$O_2$), 전극막(Pt)의 제조
- Sputtering를 이용하여 극미세 평활도를 갖는 강유전체(PZT) 박막의 제조
- 제어된 실험을 위한 다양한 두께와 특성을 갖는 박막의 제조
- 박막의 미세구조와 전기적 특성의 분석
- AFM을 이용한 domain 관측과 읽기/쓰기
- Pulse 폭과 크기에 따른 도메인의 크기 변화 분석
- 박막 두께 방향과 수평 방향으로의 전장 분포 분석
- 나노 크기 domain의 안정성 분석 (이론적 및 실험적 분석)
- Sputtering를 이용하여 확산 방지막인 중간층막(Ti$O_2$)과 우수한 전기적 특성과
극미세 평활도를 가지는 전극막(Pt)의 제조
- Sputtering를 이용하여 50 nm 두께 이하의 극미세 평활도를 가지는 강유전체
(PZT) 박막의 제조
: 우수한 특성을 지니는 32 nm 두께의 강유전체(PZT) 박막의 제조
: 압전응용뿐만 아니라 강유전체 메모리(FRAM) 소자의 성능을 향상시키는데
있어 활용가능한 우수한 특성의 강유전체 박막의 제조
- AFM을 이용한 적용 펄스에 따른 domain 크기 의존성에 대해서 분석
: 펄스 폭과 크기가 클수록, domain 크기가 커짐을 실험적, 이론적으로 분석
- Domain 구조에 따른 안정성 분석
: Ring 구조의 도메인 구조를 가질 경우, domain이 가장 안정적임을 관찰
- AFM을 이용한 강유전체 domain의 읽기/쓰기에서 문제점 개선방안과 이론적인 모델 제시를 통해 실험실 규모의 실험결과를 바탕으로 실제 개발단계에
필요한 자료를 축적

Abstract ▼

Based on the know-how established during concentrated R&D for few years,
ferroelectric thin films will be fabricated, and the domain structure and the
stability will be characterized using AFM. The experimental analysis and the
theoretical analysis based on the electric field modeling and s

Based on the know-how established during concentrated R&D for few years,
ferroelectric thin films will be fabricated, and the domain structure and the
stability will be characterized using AFM. The experimental analysis and the
theoretical analysis based on the electric field modeling and simulation will be
compared; effects of the film thickness and applied pulse parameters on the
domain writing and the stability will be studied; and methods for the
Read/Write of stable nano size domains will be suggested in this study.
- Fabrication of the best inter layer(Ti$O_2$), electrode layer(Pt) thin films using
sputtering (sufer smoothness is very important)
- Fabrication of extremely thin and smooth ferroelectric(PZT) thin films
- Fabrication of the films having different thickness and characteristics for
controlled study
- Characterization of the microstructure and electric characteristics of the
films
- Domain characterization and R/W using AFM
- Characterization of the domain size at different pulse parameters
- Characterization of field distribution along the lateral and thickness
directions of the films
- Characterization of the stability of nano size domains both theoretically and
experimentally
- Fabrication of the best inter layer(Ti$O_2$) as a buffer layer, extremely
smooth electrode layer(Pt) thin films with excellent electrical properties
using sputtering
- Fabrication of extremely thin and smooth ferroelectric(PZT) thin films
: Fabrication of 32 nm thick ferroelectric(PZT) thin films with excellent
properties
: Fabrication of excellent ferroelectric thin films for the improvement of
the performance of piezoelectric and ferroelectric memory devices
- Characterization of domain size dependence on applied pulse using AFM
: Characterization of increase of domain size as pulse width and voltage
increase both theoretically and experimentally
- Characterization of the stability of nano size domains both theoretically and
experimentally
: Observation of most stable domain in the ring domain structure.
- Establishment of important know-how for the fabrication of the AFM based
memory devices based on the improvement of domain Read/Write and
theoretical modeling

목차 Contents

• Ⅰ. 연구계획 요약문...3
• 1. 국문요약문...3
• Ⅱ. 연구결과 요약문...4
• 1. 국문요약문...4
• 2. 영문요약문...5
• Ⅲ. 연구내용...6
• 1. 서론...6
• 2. 연구방법 및 이론...10
• 3. 결과 및 고찰...13
• 4. 결론...52
• 5. 인용문헌...54