p-형 Si(100) 기판에 성장시킨 강유전 Bi4-xNdxTi3O12 (x=0.85) 박막의 축 정렬에 따른 전기적 특성 변화 (Orientation Dependence of the Electrical Properties for Bi4-xNdxTi3O12 (x=0.85) Thin Films Deposited on p-type Si(100) Substrates)

서지정보

· 발행기관 : 한국물리학회
· 수록지 정보 : 새물리 / 56권 / 3호 / 259 ~ 265페이지
· 저자명 : 조현경, 김상수, 김진원, 이승우

초록

화학적 용액 증착 법을 이용하여 {\it{p}} -형 Si(100) 기판에 네오디뮴
(Nd)으로 치환된 Bi$_{4}$Ti$_{3}$O$_{12}$
(Bi$_{4-x}$Nd$_{x}$Ti$_{3}$O$_{12}$, x=0.85, BNdT) 박막을
성장시켰다. BNdT 박막 제작 과정을 다르게 하여 크게 다른 배향성 (축
방향으로 정렬되지 않은 (random) 박막과 {\it{c}}-축 방향으로 정렬된
박막)을 갖는 박막을 성장시킬 수 있었다. {\it{C-V}} 특성 곡선으로부터
이들 박막의 강유전 특성을 비교, 분석하였고 10$^{2}$ $\sim$ 10$^{7}$
Hz의 측정 주파수 범위 내에서 안정적인 {\it{C-V}} 특성 곡선을 보여 이
BNdT 박막의 마이크로 웨이브와 고속 메모리 소자로서의 응용 가능성을
보여주었다. 또 축 방향으로 정렬되지 않은 박막과 {\it{c}}-축 방향으로
정렬된 BNdT 박막의 유전 상수와 고정 전하 밀도는 각각 340, 410과 2.6
$\times$ 10$^{11}$/cm$^{2}$, 2.9 $\times$ 10$^{11}$/cm$^{2}$으로
계산되었다. 누설 전류 밀도 분석으로부터 {\it{p}} -형 Si(100) 기판에
직접 성장 시킨 BNdT 박막의 높은 인가 전압에서의 전기 전도 메카니즘은
0.05 $\sim$ 0.1 eV의 장벽 높이를 갖는 Schottky 방출 메커니즘임을
확인할 수 있었다.

영어초록

Neodymium-substituted Bi$_{4}$Ti$_{3}$O$_{12}$
(Bi$_{4-x}$Nd$_{x}$Ti$_{3}$O$_{12}$, x=0.85, BNdT) thin films were
deposited on {\it{p}}-type Si(100) substrates by using a chemical
solution deposition method. When the film preparation process was
changed, the preferred orientations of the BNdT films exhibited
dramatic differences; random or {\it{c}}-axis. Well-characterized
{\it{C-V}} curves demonstrated the ferroelectric nature of the BNdT
thin films prepared by using different processes. The
frequency-dependant {\it{C-V}} curves of the BNdT thin films showed
high-frequency stability from 10$^{2}$ to 10$^{7}$ Hz, which can be
adapted for microwave and high-speed memory applications. The
dielectric constants and the fixed charge densities of the randomly
orientated and the {\it{c}}-axis-oriented BNdT thin films were
calculated as 340 and 410 and as 2.6 $\times$ 10$^{11}$/cm$^{2}$ and
2.9 $\times$ 10$^{11}$/cm$^{2}$, respectively. From the leakage
current analysis, the dominant current conduction mechanism of both
the randomly-oriented and $c$-axis-oriented BNdT thin films on
{\it{p}}-type Si (100) substrates was found to be Schottky emission
with barrier heights of 0.05 $\sim$ 0.1 eV at high voltages.

참고자료

· 없음