| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2018년 봄 (05/16 ~ 05/18, 삼척 쏠비치 호텔&리조트) |
| 권호 | 24권 1호 |
| 발표분야 | A. 전자/반도체 재료 분과 |
| 제목 | 티타늄 도핑된 바나듐 이산화물 단결정 나노빔의 전기적 특성 연구 |
| 초록 | 바나듐 이산화물은 대표적인 모트 전이(Mott transition) 물질로 341K에서 금속-반도체 전이(MIT; Metal-Insulator transition)가 발생하며, 이를 이용하면 차세대 메모리의 셀렉터나 트랜지스터로 사용이 가능하여 많은 연구가 이루어지고 있다. 그러나 전이온도가 상온과 가까워 온도에 따른 안정성이 떨어지는 등 사용에 제한이 있고, 이를 극복하기 위해 여러가지 도핑 방법 등이 제시되었다. 특히 티타늄의 경우 텅스텐, 크롬, 철, 니켈, 구리, 알루미늄 등 다른 도핑물질과 달리 바나듐과 같은 +4의 원자가를 가지도록 도핑이 가능하여, 순수하게 도핑이온과 모 이온(Host ion)의 크기 차이에 따른 영향에 대해 연구가 가능하다. 본 연구에서는 단결정 바나듐 이산화물 나노빔에 티타늄 도핑을 하고 이에 따른 전기적 특성을 관찰하였다. 연구를 위해 V2O5, TiO2 powder와 CVD를 이용한 PVD방식으로 티타늄이 도핑된 바나듐 이산화물 나노빔을 합성하고, 이를 광학현미경, 주사전자현미경 등을 통해 직사각 모양의 나노빔 형태를 확인하였다. 또한 X-ray diffraction(XRD), 투과전자현미경, Energy Dispersive X-ray Spectroscopy(EDS) 를 통해 나노빔의 상과 조성을 확인하였다. 마지막으로 나노빔의 양 끝에 금 전극을 증착 하여 전기적인 특성을 관찰하였다. 이러한 측정 결과 티타늄의 도핑 수준이 0 at%에서 5 at% 로 증가 할수록 바나듐 이산화물의 전이온도가 증가하며, 5 at%의 경우 바나듐 이산화물 나노빔의 전이 온도가 순수한 바나듐 이산화물 나노빔의 전이 온도에 비해 최대 38도가 증가하였고, 티타늄의 비율이 높아지면 다시 전이 온도가 낮아지는 현상이 관찰되었다. 따라서, 본 연구는 티타늄 도핑 농도 조절을 통해 MIT 전이 온도 조절 가능성과 그 소자 응용을 제시한다. |
| 저자 | 고민환, 이상연, 서형탁 |
| 소속 | 아주대 |
| 키워드 | Ti<SUB>X</SUB>V<SUB>1-X</SUB>O<SUB>2</SUB>; VO<SUB>2</SUB> Nanobeam; Mott transition; Metal-Insulator transition |
