초록 ▼

□ 연구개요
본 연구는 Hf_1-xZr_xO₂(HZO) 초박막의 전기화학적 거동을 분석하여 강한 강유전성을 발현하는 것을 최종 목표로 함. HZO 초박막은 5 nm이하의 두께에서도 강유전성을 유지할 수 있는 잠재력을 가지고 있어 기존 강유전체가 일정 두께 이하에서 강유전성을 잃는 문제를 해결하고자 함. 이에 따라, HZO 초박막의 전기화학적 특성을 기반으로 한 강유전성 향상에 대한 연구가 필요하며, 특히 Atomic Force Microscopy(AFM)을 활용한 나노크기

□ 연구개요
본 연구는 Hf_1-xZr_xO₂(HZO) 초박막의 전기화학적 거동을 분석하여 강한 강유전성을 발현하는 것을 최종 목표로 함. HZO 초박막은 5 nm이하의 두께에서도 강유전성을 유지할 수 있는 잠재력을 가지고 있어 기존 강유전체가 일정 두께 이하에서 강유전성을 잃는 문제를 해결하고자 함. 이에 따라, HZO 초박막의 전기화학적 특성을 기반으로 한 강유전성 향상에 대한 연구가 필요하며, 특히 Atomic Force Microscopy(AFM)을 활용한 나노크기에서의 연구가 중요함. 본 연구는 HZO 초박막에서의 강유전성과 전기화학거동 사이의 상관관계를 파악하고, 이를 통해 강유전성을 극대화하는 방안을 모색하고자 함.

□ 연구 목표대비 연구결과
● 1차년도: Cycling에 따른 강유전성과 미세구조간의 상관관계 및 메커니즘 연구
- 표면 변화 분석을 통한 비가역적 점결함 거동 관찰함.
- PFM을 활용한 in-situ cycling에 따른 나노크기 강유전성 비교분석함
- 점결함 형성에 따른 TEM 분석을 통한 미세구조 변화 관찰함.
● 2차년도 : Cycling에 따른 전기화학거동과 미세구조간의 상관관계 연구
-강유전/비강유전 HZO 초박막에서 EIS를 활용한 거시적 전기화학특성 분석함.
-SIM을 활용한 나노크기 입자의 전기화학거동 비교분석함.
-Cycling에 따른 강유전 HZO 초박막의 미세구조 변화를 TEM을 통해 관찰함.
● 3차년도 : 전기화학거동 분석을 통한 강유전성 극대화 방안 제시
-Cycling에 다른 비강유전 HZO 초박막의 강유전성 발현하고 메커니즘 제시함.
-비지도학습 알고리즘을 통해 강유전성의 새로운 parameter를 제시함.
-지도학습 알고리즘을 통해 강유전성과 전기화학거동의 상관관계를 관찰함.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
● 연구개발성과의 활용 계획
본 연구에서 얻은 성과는 주로 반도체 분야에서 활용될 계획임. 특히, FeFET, NCFET, MLCC, FTJ와 같은 강유전성을 요구하는 다양한 소자 개발에 중요한 역할을 할 것으로 예상됨. 연구에서 개발된 HZO 초박막의 강유전성 제어 방식은 모두 실온에서의 사용을 전제로 하고 있어, 열적 예산(thermal budget) 측면에서 큰 이점으로 작용할 것으로 생각됨.● 연구개발성과의 기대효과
본 연구는 HZO 초박막의 전기화학적 거동을 기반으로 한 강유전성의 극대화에 중요한 기여를 할 것으로 기대됨. AFM을 활용한 나노크기 연구를 통해 HZO 초박막의 근본적인 물성에 대한 깊은 이해를 가능하게 하며, 비지도학습 기반 머신러닝을 통한 새로운 접근 방법론은 강유전성과 전기화학적 거동 사이의 명확한 상관관계를 제시함. 이는 HZO 초박막의 강유전성 향상 방안에 대한 구체적인 가이드라인을 제공할 수 있을 것으로 기대됨.
● 연구개발결과의 중요성
본 연구의 결과는 강유전성 소재의 연구 및 개발에 있어 중대한 의의를 가짐. 전기화학적 거동 분석을 통해 점결함 거동의 이해를 깊게 하고, 이를 통해 강유전성의 극대화 방안을 제시함. 또한, 이 연구는 머신러닝을 활용한 새로운 물질 이해 방법을 제시함으로써, 강유전체 뿐만 아니라 다양한 물질 연구에 응용될 수 있는 새로운 방향을 제시함. 연구 과정에서 양성된 전문 인력은 해당 분야의 발전에 기여할 것으로 기대됨.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 6
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 7
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 13
• 3) 목표 달성 수준 ... 13
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 13
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 14
• 6. 자체점검표 ... 14
• 7. 참고문헌 ... 15
• 끝페이지 ... 38