서울대학교

재료공학부 황철성 교수, Advanced Materials에 논문 무수정 통과

재료공학부 황철성 교수팀은 Al2O3/PZT 적층 커패시터에서의 강유전 분극 스위칭 메커니즘 및 분극 스위칭 시의 Al2O3 층의 터널링 on/off 현상에 관한 이론 연구를 최근 Advanced Materials (Vol. 21, pp. 2870~2875, 2008 IF 8.191)에 발표했다.

연구진은 PZT 강유전체 층과 매우 얇은 Al2O3 절연막을 결합한 적층 커패시터에서 강유전체층의 분극 스위칭을 통해 Al2O3 절연막에 가해지는 전계를 조절함으로써 Al2O3 절연막에서의 터널링이 제어됨을 확인했으며, 이 현상에 대한 메커니즘을 밝혔다. Al2O3/PZT 적층 커패시터에 전압을 인가했을 때 강유전체층의 분극 스위칭이 일어나는 동안에는 강유전체층에는 일정한 항전압(coercive voltage)만이 가해지게 되는데 이 항전압은 외부전압에 비해 매우 작은 전압이기 때문에 대부분의 외부 인가전압이 Al2O3 절연막에 가해지게 되어 얇은 Al2O3 절연막을 통한 터널링이 일어나게 된다. 반면, 강유전체층의 분극 스위칭이 끝난 후 혹은 일어나지 않을 때에는 Al2O3 절연막과 PZT 강유전체층의 각 커패시턴스에 반비례하여 외부전압이 나뉘어 걸리고 이 때 Al2O3 절연막에 가해지는 전압은 터널링이 일어나기에 충분하지 않아 터널링이 일어나지 않는다.

연구진은 이 연구 결과를 응용한 새로운 반도체 메모리 및 논리 소자를 개발하는데 있어서 선두적인 연구 성과를 얻을 수 있을 것으로 기대하고 있다.

본 연구는 중국 Fudan 대학교의 An Quan Jiang 교수를 초빙하여 공동으로 진행되었으며, Advanced Materials에 논문을 투고한 지 한달 만에 무수정으로 통과가 되는 성과를 올렸다.

2009. 10. 1
서울대학교 연구처