BaTiO3 강유전체 나노입자가 첨가된 ITO/PFO/Al 계면의 전도특성 (I-V characteristics of BaTiO3 ferroelectric nano-particles contained ITO/PFO/Al interface)

서지정보

· 발행기관 : 한국화상학회
· 수록지 정보 : 한국화상학회지 / 19권 / 1호 / 13 ~ 17페이지
· 저자명 : 정용석

초록

전도성 고분자 PFO(Polyfluorene)에 양전극 ITO와 음전극으로 Al을 추가한 단순한 양극성 구조의 ITO/PFO/Al 소자를 제작하였다. PFO에 BaTiO3 나노세라믹스 분말을 중량비로 0wt%, 10wt%, 20wt% 와 30wt% 로 달리한 4종류의 시편에 만들고, Keithley 사의 2400 Sourcemeter를 이용하여 0V에서 21V 까지 DC전압을 인가하면서 소자에 흐르는 전류량을 관찰하였다. 수 나노 크기의 BaTiO3 분말의 첨가는 PFO/Al 계면에서의 전위장벽을 감소시켜 Fowler-Nordheim Tunneling이 시작되는 전압이 BaTiO3 가 첨가되지 않은 시편의 경우에 비하여 7V에서 최대 10V가 낮아진 결과를 얻었다. 소자에 흐르는 최대 전류값은 인가 전압 DC21V일 때 BaTiO3 첨가량에 비례하여 4배에서 5.5배까지 증가하였다. BaTiO3 의 첨가효과는 20wt% 이상 첨가된 경우 효과가 포화되기 시작하여, 30wt%의 BaTiO3를 첨가한 시편의 전류량은 오히려 감소하였고 전류주입도 어려워지는 상반된 결과를 얻었다. 이것은 첨가한 나노 분말의 표면전하가 만드는 미세전계의 영향이 인접한 거리에서 서로 중첩되어 전류의 흐름이 오히려 감소하는 결과를 보인 것으로 판단된다. 이로서 강유전체가 첨가된 전도성 고분자/금속 계면의 I-V 특성은 나노 세라믹스 분말의 표면전하가 만드는 국소미세전계의 영향을 받아 Trap Charge Limited Current 모델에 부합하는 결과를 가짐을 알 수 있었다

영어초록

Simple ITO/PFO/Al diode structure device was made with anode ITO, cathode Al and PFO:Poly(9,9-di-n-octylfluorenyl-2,7-diyl) as organic conducting polymer material. Ferroelectric nano-size ceramics;BaTiO3 was inserted in PFO layer as dopant. Four types of devices were designed: 0wt%, 10wt%, 20wt% and 30wt% dopant ratios respectively. DC voltages from 0V to 21V were applied to devices and measured its I-V characteristics using Keithley 2400 Sourcemeter. Due to its surface charges, contained nano-size ceramics powders decrease the potential barrier at PFO/Al interface, and consequently, reduced threshold voltage(7-10V max.) where Fowler-Nordheim Tunneling current is started. Maximum currents were increased about 4-5.5 times bigger than ceramics-free reference devices. However this doping effect was deteriorated near 30wt% doping. Surface charges of ferroelectric nano powder might act as micro local field: Potential trap. Thus, superposition of these local field could make deep traps in case of over-doped powder. These I-V characteristics were well matched with Trap Charge Limited current (TCL-current) model.

참고자료

· 없음