[보고서]SrFeOx/강자성체 이종접합박막에서 계면성장과 물성 연구

정창욱

[국가R&D연구보고서] SrFeOx/강자성체 이종접합박막에서 계면성장과 물성 연구
Physical properties through growth of thin film heterostructure of SrFeOx/FM oxide 원문보기

보고서 정보
주관연구기관	한국외국어대학교 Hankuk University of Foreign Studies
연구책임자	정창욱
보고서유형	최종보고서
발행국가	대한민국
언어	한국어
발행년월	2020-06
과제시작연도	2019
주관부처	과학기술정보통신부 Ministry of Science and ICT
연구관리전문기관	한국연구재단 National Research Foundation of Korea
등록번호	TRKO202100020105
과제고유번호	1711097045
사업명	개인기초연구(과기정통부)(R&D)
DB 구축일자	2022-03-26
키워드	저항스위칭.brownmillerite구조.Schottky타입 계면.Ohmic타입계면.BM-SrFeO2.5.oxygen vacancy channel (OVC).

초록 ▼

□ 연구개요
- 특허등록: 제 10-2048120 호, 등록일 2019 1118 출원(2017년)이후 계속 수정, 스위칭 소자, 비휘발성 메모리소자 및 이의 제조방법
- Au/BM-SrFeO2.5+x/Nb:SrTiO3 (001)과 Au/BM-SrFeO2.5+x/Nb:SrTiO3 (111) 소자를 제작해서 저항스위칭 현상을 연구하고 소자 성능 중 on-off ratio가 크게 개선됨을 새로 발견하였고 이에 대해 물리적으로 설명하였다. 이 결과를 최근에 정식 투고하였다. Appl. Phys. Lett. 2020 0526
- PrVO3에 대한 중요연구결과를 투고하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
가) 단결정 산화물기판 위에 금속산화물 박막을 성장시키는 경우 lattice mismatch 외에도 다양한 governing factor에 관한 연구: Scientific Report (2020) 10:3807 2020 0302 특허등록됨: 제 10-2048120 호, 등록일 2019 1118, 스위칭 소자, 비휘발성 메모리소자 및 이의 제조방법 논문이 투고됨 Venkata Raveendra Nallagatla and Chang Uk Jung Resistive switching behavior in epitaxial brownmillerite SrFeO2.5/Nb: SrTiO3 heterojunction, Submitted to Appl. Phys. Lett. 2020 0526
나) PrVO3나 SrRuO3과 같은 산화물의 자성이 격자변형을 통해서 크게 제어가 됨. 이 자성산화물과 저항스위칭 물질을 다양한 기판에 다층박막으로 성장해서 multi functionality에 대한 가능성을 탐구.: 이 연구는 논문이 투고됨 D. Kumar, A. David, A. Fouchet, A. Pautrat, P. Boullay, C. U. Jung, W. Prellier, Submitted to ACS Appl. Mater. Interfaces at 20200428 (SCI 상위9% 저널) 공동교신저자의 요청으로 논문제목은 가렸습니다.

□ 연구개발결과의 중요성
SrCoOx, SrFeOx에서 본 연구그룹이 처음으로 저항스위칭을 발견했다. 최근 우리 그룹에 발표한 논문에서 재현성이나 고속응답성 등 배분의 저항스위칭 특성이 상용화에 근접했지만 단 하나 아쉬웠던 것이 on-off ratio (고저항상태의 저항값을 저저상상태의 저항값으로 나누어준 값)이었다. 소자 하부 계면을 기존의 Schottky타입에서 Ohmic타입으로 바꾸어서 이 문제마저 크게 개선했다. 따라서 이 물질 기반의 상용화가능성이 더 크게 올라갔다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

표지 ... 1
연구결과 요약문 ... 2
목차 ... 3
1. 연구개발과제의 개요 ... 4
1-1) 특허: (제 10-2048120 호, 등록일 2019 1118, Ref. 1) ... 4
1-2) brownmillerite SrFeO2.5 박막기반으로 한 저항스위칭 소자에서 on-off ratio를 기존 20에서 10,000으로 개선하는 데 성공 ... 4
2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 5
2-1) 국내 특허 등록 (제 10-2048120 호, 등록일 2019 1118) 출원 (2017년)이후 꾸준히 수정 보완 ... 5
2-2) SrFeO2.5/Nb: SrTiO3에서의 저항스위칭 특성 ... 6
3. 연구개발결과의 중요성 ... 11
4. 참고문헌 ... 12
5. 연구성과 ... 13
대표적 연구실적 ... 14
끝페이지 ... 16

표/그림 (5)

$(a) X-ray diffraction θ−2θ patterns of as-deposited BM-SrFeO2.5/Nb:SrTiO3 (001) thin films. (b) Photoemission Fe 2p spectra of BM-SrFeO2.5 film obtained at a photon energy of 850 eV. The line shape is fitted with a Fe3+ multiplet structures calculated by Gupta and Sen. The relative intensity among the peaks of one oxidation state as well as the FWHM was fixed to the literature values$ 표 (a) X-ray diffraction θ−2θ patterns of as-deposited BM-SrFeO2.5/Nb:SrTiO3 (001) thin films. (b) Photoemission Fe 2p spectra of BM-SrFeO2.5 film obtained at a photon energy of 850 eV. The line shape is fitted with a Fe3+ multiplet structures calculated by Gupta and Sen. The relative intensity among the peaks of one oxidation state as well as the FWHM was fixed to the literature values
표 (c) Initial current–voltage (I−V) characteristics of Au/BM-SrFeO2.5/Nb:SrTiO3 (001) device with voltage ranging from -3 V to 3 V. The inset shows a schematic of Au/BM-SrFeO2.5/Nb:SrTiO3 (001) device, d) Resistive switching I−V curves of Au/ BM-SrFeO2.5/Nb:SrTiO3 (001)
$(a) X-ray diffraction θ−2θ patterns of as-deposited BM-SrFeO2.5/Nb:SrTiO3 (111) thin films. The inset shows a schematic of Au/ BM-SrFeO2.5/Nb:SrTiO3 (111) device (b) Resistive switching I−V characteristics of Au/ BM-SrFeO2.5/Nb:SrTiO3 (111) device. The inset shows Retention data for the low-resistance state (LRS) and the high-resistance state (HRS) after the “set” and “reset” steps, respectively$ 표 (a) X-ray diffraction θ−2θ patterns of as-deposited BM-SrFeO2.5/Nb:SrTiO3 (111) thin films. The inset shows a schematic of Au/ BM-SrFeO2.5/Nb:SrTiO3 (111) device (b) Resistive switching I−V characteristics of Au/ BM-SrFeO2.5/Nb:SrTiO3 (111) device. The inset shows Retention data for the low-resistance state (LRS) and the high-resistance state (HRS) after the “set” and “reset” steps, respectively
표 (c) Endurance measurements of the device with black dots as HRS and red dots as LRS. (d) Electrode-area dependence of the LRS and HRS after the set and set steps
표 Schematic of electric-field-induced phase transition within the filament structure and corresponding Schottky barrier modulation in the Au/BM-SrFeO2.5/Nb:SrTiO3 (111) device for set (a) and reset (b) operations. Here, white and blue lines represent the octahedral and tetrahedral layer, respectively

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