전자소자용 Perovskite SrTiO3 최적화 연구: 메모리 커패시터 및 센서에 적용
Study of Perovskite SrTiO3 Optimization for Electrical Devices: Applications to Memory capacitor and Sensors
- 주제(키워드) Perovskite , SrTiO3 , 최적화 , 메모리 커패시터 , 센서
- 발행기관 아주대학교
- 지도교수 서형탁
- 발행년도 2019
- 학위수여년월 2019. 8
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 에너지시스템학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000029111
- 본문언어 한국어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
티탄산 스트론튬 SrTiO3(STO)는 높은 유전상수를 갖는 물질이지만, 그 밴드 갭은 다른 산화물 유전체 (예를 들어, SiO2, Al2O3) 보다 작다. 결과적으로, 극히 얇은 SrTiO3 막은 높은 터널링 누설 전류를 가질 수 있으며, 이는 커패시터 기반 응용에 적합하지 않다. SrTiO3을 사용하는 v의 성능을 향상시키기 위해, 코스퍼터링 (co-sputtering)을 통해 SrTiO3에 균질하고 균일 한 알루미늄 도핑을 기반으로 한 접근방식을 도입하였다. 그 결과Al 도핑 된 SrTiO3 막의 결정 구조와 전도대 가장자리 전자 구조의 변화로 성능을 크게 개선시켰다. 따라서, 이로부터 고유전상수 산화물 MOS 커패시터의 개발에 존재하는 문제를 해결하기위한 방법은 제안하였다. 또한 나노 스케일의 SrTiO3와 같은 perovskite산화물은 센서를 포함한 새로운 응용 분야에 적용할 수 있는 가능성을 갖고 있다. 그러나 이들의 합성에는 매우 높은 온도가 필요하며 이는 플랙시블 전자 장치에 대한 적용의 장벽이 된다. 우리는, 폴리이미드 기판 상에 SrTiO3 나노 입자를 직접적으로 그리고 패턴 화 가능하게 생성시키는 효과적인 레이저 - 보조 졸 - 겔 방법을 도입하였다. 또한 실온에서의 습도 모니터링을 위해 SrTiO3를 사용하는 유연한 바이 모드 장치 플랫폼의 개발이 제안되었다. 제안된 센서 플랫폼은 용량 성 및 저항성 감지 기능의 장점을 가지고 있다.
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논문요약 (abstract)
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그림 차례
표 차례
제 1장. 서론 1
1. 이론적 배경 1
1.1 STO의 구조특성 1
1.2 STO의 응용분야 4
1.3 STO기반 MOS 커패시터 5
1.4 STO기반 습도센서 6
1.5 소자의 특성 평가 방법 8
제 2장. Al 도핑을 통한 SrTiO3 고유전막 최적화와 전기적 특성 분석 12
1. 서론 12
1.1 STO 유전막의 필요성 12
1.2 STO 유전막의 한계 14
2. 실험방법 16
2.1 증착 방법 17
2.2 특성 분석 18
3. 실험 결과 및 고찰 18
3.1 도핑 농도와 전기적 특성 변화 18
3.2 도핑에 따른 조성변화 25
3.3 저온 측정을 통한 물리적 분석 32
4. 결론 41
제 3장. 레이저 가공법을 이용한 SrTiO3 나노 복합체의 플렉시블 이중모드 습도센서 45
1. 서론 45
1.1 습도 센서의 동작원리 45
1.2 perovskite 구조의 STO 응용 분야 46
2.2 레이저 가공을 통한 재료 합성 47
2. 실험방법 48
2.1. 솔 - 젤 STO 48
2.2. 소자 제작 (MIM 형 정전 용량 식 습도 센서) 48
2.3. 특성 분석 49
3. 실험 결과 및 고찰 51
4. 결론 59
