| 학회 |
한국재료학회 |
| 학술대회 |
2005년 가을 (11/10 ~ 11/11, 한양대학교) |
| 권호 |
11권 2호 |
| 발표분야 |
반도체재료 |
| 제목 |
레이저 MBE에서 성장된 SrTiO3/(Sr1-x,Lax)TiO3 초격자의 전기적 수송 성질 |
| 초록 |
레이저 MBE에서 SrTiO3/(Sr1-x,Lax)TiO3 (STO/SLTO) 초격자를 0.4 nm의 스텝이 형성된 SrTiO3 (STO) 기판위에 증착시켰다. STO/SLTO 초격자에서 적층주기는 두께를 100 nm으로 고정한 채 전체주기를 STO1/SLTO1~STO6/SLTO1 변화시켰다. STO/SLTO 초격자에서 다양한 적층주기는 MBE에 부착된 reflection high energy electron diffraction (RHEED)을 통해서 증착과 동시에 정확하게 제어했고 또한 성장모드도 관찰하였다. 초격자의 성장모드는 RHEED Oscillation 뿐만 아나라 atomic force microscopy (AFM) 표면분석도 함께 이루어졌다. 스텝기판에서 증착된 STO/SLTO 초격자는 한개의 단위셀 스텝을 형성하였고 layer by layer growth으로 성장됨을 확인하였다. 초격자의 구조는 고분해능 x-ray 회절과 방사광 x-ray 회절을 통해서 이루어졌다. 다양한 적층주기를 갖는 초격자는 에피텍셜하게 성장하였고 초격자의 특징을 나타내는 메인피크와 위성피크가 나옴을 확인하였다. 이러한 초격자의 전기적 수송 성질은 상온에서 홀 효과 측정으로부터 이루어졌다. 초격자의 적층주기가 STO6/SLTO1에서 STO1/SLTO1으로 감소함에 따라 캐리어 밀도는 비선형적으로 증가하였으며 결과적으로 STO1/SLTO1의 적층주기에서 1.7×1019 cm-3으로 최대값을 보였다. 이것은 일부 La3+이온이 Sr2+이온으로 도핑 됨에 따라 전기적 중성을 유지하기 위해서 Ti4+이온이 Ti3+ 이온으로 되어 SLTO 층에서 여분의 전자의 의해서 기여되었다. 즉 n-type 도핑에 의한 절연체-금속 변이 현상을 나타내었다. 초격자의 캐리어 이동도 또한 캐리어 밀도의 증가와 함께 3~11 cm2/Vs 범위에서 증가하였다. 반면에 전기저항은 적층주기가 감소함에 따라 즉 캐리어 밀도와 이동도가 증가함에 따라 큰 폭으로 감소하였고 STO1/SLTO1 적층주기에서 0.18 Ωcm을 보였다. 이러한 낮은 주기에서 전기적 수송 성질들은 적층주기가 감소함에 따라 SLTO 층간의 강한 전자상호작용으로 기여되었다고 할 수 있다. |
| 저자 |
김주호, 김용성, 이재찬
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| 소속 |
성균관대 |
| 키워드 |
SrTiO3/(Sr1-x; Lax)TiO3 초격자; 전기적 수송
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