| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2004년 가을 (11/05 ~ 11/05, 인하대학교) |
| 권호 | 10권 2호 |
| 발표분야 | 세라믹스 |
| 제목 | 펄스레이져증착법으로 제작한 크롬이 첨가된 인듐주석산화물(ITO) 박막의 물리적 특성 |
| 초록 | 자기적 특성이 없는 반도성 물질에 자기이온을 도핑시켜서, 케리어와 자기이온간의 상호작용에 의한 강자성을 형성하는 diluted magnetic semiconductor (DMS)는 차기 spintronics 소자에 있어서 핵심적인 소재 중 하나이나, 실제 소자에 적용하기 위한 상온 강자성을 갖는 재료의 개발은 아직 만족할 만한 수준에 이루지 못하고 있다. 최근에 기존의 Ⅱ-Ⅵ족 이나 Ⅲ-Ⅴ족의 물질들 외에 다른 모상 물질인 ITO, TiO2, Cu2O, Si, Ge, SnO2 등을 이용한 연구들이 발표되고 있다. 그 중에서 태양전지, 디스플레이 소자 등에 많이 사용되는 Sn을 고용시킨 In2O3(ITO)는 bixbiyte 구조와 ~1020 /cm3 이상의 캐리어 농도, 3.5~4.0 eV의 wide bandgap 을 갖는 투명 전도성 산화물이다. 이 물질을 모상 물질로 하여 In3+ site에 자기이온인 Cr을 치환하여 상온 강자성의 존재를 관찰하였다. (In0.95Sn0.05)2O3 [ITO]와 (In0.90Sn0.05Cr0.05 )2O3 [ITO:Cr]의 세라믹 타겟을 고상반응법으로 제조한 후 펄스레이져증착법(Pulsed Laser Deposition, PLD)으로 SiO2/Si 기판과 Quartz기판 위에 박막을 형성하였다. ITO와 ITO:Cr 박막은 In2O3구조인 bixbiyte 구조와, 540~1000nm 파장길이 내에서 80%이상의 optical transmittance을 가졌다. 또한 각각 3.50 eⅤ와 3.45 eⅤ의 wide bandgap이 관찰되었다. ITO:Cr 박막의 RT(resistivity-temperature) 곡선으로부터 반도성의 특징을 관찰 할 수 있었으며, 상온에서 이 박막은 1.22×1020 cm-3의 전자 농도와 1.45×10-2 Ωcm의 비저항을 가졌고, 1000 Oe이상의 자기장에서 ~0.7 emu/cm3 의 포화 자화값을 갖는 강자성이 관찰되었다. |
| 저자 | 지성화1, 김현수2, 이병선1, 김효진1, 주웅길2 |
| 소속 | 1충남대, 2한국과학기술원 |
| 키워드 | diluted magnetic semiconductor; ITO; ferromagnetism; 강자성 |
