초록

최종목표는 전자빔 조사를 이용하여 수소가 주입된 산화물 반도체와 내에서 수소 상태와 이에 따른 전자기 특성 변화를 유도하고 응용성을 연구하는 것이다. 자성과 전기전도도의 특성을 결정하는 수소 결합상태를 이용하여 인위적인 자기 구역 구조를 디자인하는 기술을 개발하고 전자빔 조사에 의해 제어되는 스핀 소자를 제작하여 활용성을 검토하였다. 전자빔을 사용한 수소매개 특성의 조절과 전도도의 변화 결과는 새로운 수소매개 스핀소재 개발 분야에서 물성조절기술을 제공할 수 있다

Abstract ▼

(1) Purpose
In the H-injected semiconducting oxide(Co, Ni-doped ZnO), we investigate the changes of hydrogen-mediated spin orderings and electrical conductivities. We will study the magnetoresistance and anomalous Hall effect depending on electron beam irradiation due to the change of electronic

(1) Purpose
In the H-injected semiconducting oxide(Co, Ni-doped ZnO), we investigate the changes of hydrogen-mediated spin orderings and electrical conductivities. We will study the magnetoresistance and anomalous Hall effect depending on electron beam irradiation due to the change of electronic states of hydrogen, The magneto-optic and electro-optic characteristics would be measured on the Hall-bar structure fabricated by photo lithography. This research will contribute to the development the new hydrogen mediated spin devices

(2) Research contents
1. The optimized condition for electron beam exposure: Depending on the irradiated electron beam energy, the changes of crystal structure, defects and compositions would be investigated by XRD, XPS and SIMS measurements
2. The change magneto-optic characteristics by the dose of electron irradiation: In the Hall bar fabricated by photo-lithography process, the magnetic moment, magneto resistance and spin polarization would be investigated with revealing the electron beam effect on the hydrogen contributions
3. The change of electrical conductivity by electron beam irradiation: In electron beam irradiated ZnO:H and ZnCoO:H, the change of electrical conductivity and electrochemical properties would be investigated.
4. the manipulation of magnetic domain : By controlling the hydrogen bonding state by electron beam irradiation, the nano-micro scaled magnetic domain structure would be fabricated.
5. The characteristic of spin devices : In basic spin-FET structure, we will study the electron dose dependence of electrical conductivity, magnetic moment, magneto resistance and spin polarization

(3) Expected contribution
- Hydrogen mediation effect contributes to the development of information process and storage nano-spin device.
- The interaction between spin ordering and electromagnetic fields will contribute to the development of new nano device in condensed matter physics, materials science and medical science.
- The core technology for hydrogen effect contributes to the development of hydrogen sensor, spin display device, hydrogen storage material and quantum computer.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• CONTENTS ... 6
• 목차 ... 6
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 7
• 제 1절 연구 개발의 필요성 ... 7
• 제 2 절 전자빔을 활용한 defect 조절과 스핀트로닉스 ... 11
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 13
• (1) 수소 주입을 통한 강자성 특성의 조절 [4, 6] ... 13
• (2) 중성자 회절과 MEM 분석을 이용한 수소 위치 분석 [7] ... 13
• (3) 강자성의 수소상태에 대한 의존성 연구 [9] ... 14
• (4) 수소 함유량과 강자성의 상관관계 규명 [9] ... 15
• (5) Co-IGZO의 Co-H-Co 복합체에 기인한 강자성 연구 [10] 16 ... 16
• (6) Hydrogen spillover effect를 이용한 수소 주입 효율의 극대화 [11] ... 16
• (7) 자성 도메인 패턴 구현 ... 17
• 제3장 연구 내용 및 결과 ... 19
• 1. 전자빔 조사 조건 최적화 과정 ... 20
• 2. 전자빔 조사에 따른 전기적, 자기적 특성 변화 ... 22
• 3. 전자빔 조사에 따른 산화물 (자성) 반도체의 결함 분석 ... 25
• 4. 전자빔 조사에 의한 자기저항 특성 변화 유도 ... 27
• 5. 부분 전자빔 조사를 통한 스핀 구역 구조 제작 ... 28
• 제4장 연구 내용 및 결과 ... 30
• 제5장 연구 결과의 활용계획 ... 31
• 1. 수소 레벨 제어 기술 개발 ... 31
• 2. 스핀 편광 특성에 영향을 주는 수소 밴드 연구 ... 31
• 3. 전자빔 조사를 통한 정보 라이브러리 소자 개발 ... 31
• 제6장 참고문헌 ... 32
• 끝페이지 ... 36