| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2018년 봄 (05/16 ~ 05/18, 삼척 쏠비치 호텔&리조트) |
| 권호 | 24권 1호 |
| 발표분야 | A. 전자/반도체 재료 분과 |
| 제목 | 2DEG를 이용한 산화물 전자빔 나노 패터닝 제어 |
| 초록 | 최근 나노기술의 발달로 인해 반도체 소자들의 크기는 갈수록 작아지고 있고, 이를 위한 나노구조 제조 기술에 대한 요구가 증가하고 있다. 특히 X-선, 이온빔 등을 이용한 다양한 리소그래피 방법 중, 전자빔을 이용한 패터닝은 마스크가 필요 없고 공간 분해능이 우수하여 나노구조 제작을 위한 매우 유망한 기술로 보고되고 있다. 한편 흥미로운 물리적 특성들을 보이는 페로브스카이트 구조의 산화물 재료에 대한 연구가 최근 급격하게 증가하고 있다 [1]. 그 중 LaAlO3/SrTiO3 이종 접합 계면에서는 특정 조건에서 이차원 전도성 계면 (two-dimensional electron gas, 2DEG)이 형성되는 것으로 알려져 있다. 이러한 전도성 계면은 결정뿐만 아니라 비정질 박막과의 이종접합 계면에서도 형성되며, 이 계면 전도성은 산소 분위기에서의 열처리에 의해 소멸될 수 있다 [2]. 본 연구에서는 a-LaAlO3/SrTiO3 이종 접합 산화물 계면에서 전자빔 제어에 의한 비정질 LaAlO3의 결정화 거동을 TEM을 이용하여 관찰하였다. 먼저, 결정화 거동에 대한 전자빔의 영향을 고찰하기 위해 집속된 전자빔의 위치, dose rate 등에 따른 결정화 거동의 변화를 관찰하였다. 뿐만 아니라 이종접합 산화물의 계면 전도성이 에피택셜 결정화 거동에 미치는 영향에 대해 연구하였다. STEM 관찰을 위한 박막 시편은 일반적인 기계적 연마 (Struers; Labopol-5) 후 아르곤 이온 밀링 (PIPS 691; Gatan)을 통하여 제작하였다. 전자빔 조사 및 이에 따른 결정화 거동은 가속전압300 keV에서 Cs-corrected STEM (Titan S80-300; FEI)을 이용하여 관찰하였다. 일반적으로 STEM의 집속된 전자빔이 비정질 박막에 위치할 때 방향성이 없는 국부적인 결정화가 나타나는 반면, 전자빔이 계면으로부터 특정 거리 이내에 위치하게 될 경우 계면에서부터 에피택셜한 결정화가 일어났다. 이로부터 계면 전도성 층이 입사 전자의 이동 경로가 되어 결정화 속도를 지연시키는 역할을 한 것을 알 수 있었고, 이를 활용하여 결정화 패턴의 모양 및 크기를 정교하게 제어할 수 있었다. [1] Rijnders, G. and D. H. A. Blank., Nature, 433, 2005, 369-370. [2] S. Y. Moon, C. W. Moon, H. J. Chang, T. Kim, C.-Y. Kang, H.-J. Choi, J.-S. Kim, S.-H. Baek and H. W. Jang, Electron. Mater. Lett., 12, 2016, 243–250. [3] Lee, G., Moon, S. Y., Kim, J., Baek, S. H., Kim, D. H., Jang, H. W., & Chang, H. J., RSC Advances, 7(64), 2017, 40279-40285. |
| 저자 | 이광엽1, 문선영2, 김진연2, 백승협2, 김도향1, 장호원3, 장혜정2 |
| 소속 | 1연세대, 2한국과학기술(연), 3서울대 |
| 키워드 | epitaxial crystallization; electron beam irradiation; spherical aberration corrected scanning transmission electron microscope; nanoarchitectonics |
