| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2020년 가을 (11/18 ~ 11/20, 휘닉스 제주 섭지코지) |
| 권호 | 26권 1호 |
| 발표분야 | A. 전자/반도체 재료 분과 |
| 제목 | ZnO/NiO 접합구조 기반 투명 산화물 인공 신경 소자 연구 |
| 초록 | 뇌의 신경시스템은 10 femto Joule 수준의 매우 적은 에너지 소비로 수 많은 정보를 처리 할 수 있으며 이러한 특성을 모방한 인공 뉴로모픽 소자가 차세대 비휘발성 메모리 소자로 주목 받고 있다. 뉴로모픽 소자에는 다양한 물질 군이 시도되어 왔지만, 저전압, 고응답속도 및 선형적인 STDP (Spike timing dependent plasticity) 특성을 갖는 산화물을 이용한 Memristor 타입의 소자에 대한 연구가 많은 진척을 보여왔다. 본 연구에서는 산화아연 (ZnO) 과 산화 니켈 (NiO)의 이종 접합 시 발생되는 계면 트랩 결함을 이용하여 Memristor 타입의 뉴로모픽 소자가 가지는 불균일 신뢰성을 개선하였다. ZnO는 상온에서의 큰 밴드 갭(3.3eV)을 광전자 응용 분야에서 차세대 물질로서 주목 받고 있다. NiO의 경우 ZnO보다 낮은 전자친화도 갖고 있으며 이를 통해 밴드 밴딩을 형성할 수 있고 전압의 방향에 따라 Charge Trapping/detrapping 이 가능하다. RF Sputter를 이용하여 FTO 기판 위에 ZnO와 NiO를 증착 시켰다. 결합에너지를 분석할 수 있는 IPS / XPS / UPS를 이용하여 ZnO의 전자친화도 (4.35 eV)와 NiO의 (1.4eV)를 확인하였고, 접합 시 p-n diode와 같은 밴드 밴딩이 일어나는 것을 Photocurrent를 통해 확인하였다. 순/역방향 전압을 가해 줄 경우 전자가 Charge trapping/detrapping 되었고 이는 일정한 간격으로 증가하는 Voltage pulse(width ~100us)를 인가했을 때 저항 변화를 통해 확인할 수 있었다. 이 연구를 통해 ZnO와 NiO의 이종 접합을 통한 뉴로모픽 특성과 광흡수에 따른 광전도 특징을 결합하여 인간의 시각수용체와 같은 광 시냅스의 기능을 갖는 단위소자 연구의 가능성을 제시하였다. |
| 저자 | 임재성, 강현우, 최효빈, 서형탁, 신희철, Kumar Mohit |
| 소속 | 아주대 |
| 키워드 | <P>뉴로모픽; Memristor; ZnO; NiO; 광시냅스; FTO</P> |
