| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2018년 봄 (05/16 ~ 05/18, 삼척 쏠비치 호텔&리조트) |
| 권호 | 24권 1호 |
| 발표분야 | G. 나노/박막 재료 분과 |
| 제목 | 페로브스카이트 산화물 나노시트의 전자빔 조사 손상 기구 |
| 초록 | 전자기기의 소형화 및 효율에 대한 요구의 증가로 최근 2차원 무기 나노시트가 물리적 한계를 극복할 수 있는 물질로 각광받고 있다. 그 중 Ca2Na2Nb5O16 (CNNO) 페로브스카이트 산화물 나노시트는 10 nm 두께 이하에서 매우 우수한 유전체 특성을 보여줄 뿐만 아니라 화학적으로 매우 안정하며, 최근 흥미로운 강유전체 특성이 보고되어 많은 관심을 받고 있는 재료이다[1-2]. 2차원 산화물 나노시트의 독특한 물리적 특성을 이해하기 위해서는 결정성, 입자크기, 결함 등의 미세 구조 연구가 필요하다. 그러나 CNNO와 같은 2차원 산화물 나노시트는 가속된 전자빔에 쉽게 손상되기 때문에 원자 구조 및 화학 조성 분석이 매우 어려운 한계를 가진다[3-4]. 따라서 본 연구에서는 CNNO 나노시트의 원자 구조를 직접 이미징하고, 다양한 전자빔 조사 조건에서 CNNO 나노시트의 손상 메커니즘을 조사하였다. CNNO 나노시트는 초기 KCa2Na2Nb5O16 물질을 박리법을 이용하여 제작했다. CNNO 나노시트의 전자빔 조사는 가속전압 80 keV와 300 keV에서 투과전자현미경(Titan S80-300, FEI) 에서 수행했으며, 원자 구조 이미징은 전자빔 전류 0.935 nA 이하에서 구면수차 보정된 주사투과전자현미경(STEM, Titan S80-300, FEI)으로 관찰하였다. 그리고 전자빔에 의한 특정 원소 질량 손실 분석은 super-EDX 시스템이 장착된 Talos TEM 현미경을 사용하여 수행하였다. 전자빔 조사에 의한 결정 구조의 비정질화를 제한시야회절패턴 분석을 통해 정량화한 결과, 저가속전압에서 더 빠르게 조사 손상이 일어나는 것을 관찰하였다. 이는 저가속전압에서 knock-on 손상보다 방사선 분해 손상 메커니즘이 지배적이기 때문인 것으로 분석되었다. 이 결과를 바탕으로 2차원 나노시트의 최적화된 STEM 관찰 조건을 구축하였으며, CNNO 페로브스카이트 산화물 나노시트의 평면 및 단면 원자 구조를 직접 이미징하였다. [1] Minoru Osada and Takayoshi Sasaki, Adv. Mater., 24 (2012) 210-228. [2] Bao-Wen Li et al., J. Am. Chem. Soc., 139 (2017) 10868-10874. [3] F. Tian et al., Materials Letters, 123 (2014) 254-257. [4] A. Garcia et al., Ultramicroscopy, 146 (2014) 33-38. |
| 저자 | 최하늘1, 이광엽1, 노종욱2, 박진우3, 장혜정1 |
| 소속 | 1한국과학기술(연), 2경북대, 3연세대 |
| 키워드 | 페로브스카이트 산화물 나노시트; 전자빔조사; 투과전자현미경 |
