빛을 이용한 LaAlO3/SrTiO3 이종계면의 2차원 전자가스 전도성 제어
Reversible control of two-dimensional electron gas at LaAlO3/SrTiO3 heterointerfaces by light
- 주제(키워드) Photomodulation , persistent photoconductivity , LaAlO3/SrTiO3 heterostructures , two-dimensional electron gases , oxygen vacancies
- 주제(DDC) 621.042
- 발행기관 아주대학교 일반대학원
- 지도교수 이형우
- 발행년도 2025
- 학위수여년월 2025. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 에너지시스템학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000034322
- 본문언어 한국어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
LaAlO3/SrTiO3(LAO/STO) 이종구조에서 빛에 의해 발생하는 지속성 광 전도 현상(Persistent Photoconductivity, PPC)은 비휘발성 광 메모리 등 의 분야에 높은 응용성을 갖는다. 그러나 이러한 PPC는 즉각적으로 리셋하는 것은 어려워 가역적인 스위칭이 어렵다는 한계가 있다. 본 연구 에서는 표면 수소 농도 변화를 통해 PPC를 상온에서 가역적으로 제어할 수 있음을 입증하였다. 또한, 이를 이용하여 LAO/STO 이종구조 내 2차원 전자가스(2DEG)의 전도성을 빛으로 제어하는 기술을 개발하였다. 자 외선(UV) 펄스를 이용하면 2DEG의 전도도가 점진적으로 증가하며, 이 는 STO 내 산소 공공(oxygen vacancy)의 이온화 상태 분포의 동적 변화에 기인합니다. 이러한 PPC 상태는 물 노출을 통해 초기 상태로 빠르게 복원시킬 수 있다. 표면 탈수소화(deprotonation)는 STO 내 산소 공공의 이온화 상태를 복원시키는 것으로 나타났습니다. 본 연구 결과는 산화물 이종 계면의 2DEG 전도성을 상온에서 손쉽게 스위칭할 수 있는 새로운 접근법을 제공한다. 특히, 비휘발성 제어가 가능하다는 PPC 고유의 특성을 활용하면 산화물 기반 비휘발성 광 메모리 및 광학 제어 가능한 시냅스 소자 등을 개발할 수 있을 것이다.
more목차
제 1 장 4
1.1. 서론 4
제 2 장 7
2.1. Pulse Laser Deposition(PLD) 증착 방법 7
2.2. Persistent photoconductivity(PPC)의 발생 메커니즘 9
2.3. 빛을 이용한 PPC의 가역적인 제어 11
제 3 장 13
3.1. 연구 방법 13
3.1.1. LAO/STO 이종구조의 성장 및 준비 과정 13
3.1.2. XPS 분석을 통한 표면 탈수소화 확인 15
3.1.3. 전기적 잡음 분석 및 데이터 수집 17
3.2. 연구 결과 20
3.2.1. 지속성 광전도의 안정성 및 점진적 제어 20
3.2.2. 물처리 온도에 따른 LAO/STO 이종구조의 전도도 변화 및 탈양성자화 효과 분석 23
제 4 장 26
4.1. 결론 26
참고문헌 28
