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Sol-gel 공정으로 제조된 YMnO3 박막의 결정상과 강유전특성에 미치는 기판종류와 버퍼층의 영향에 대하여 고찰하였다. Si(100) 기판위에는 hexagonal YMnO3이 형성되었으나 Pt(111)/TiO2/SiO2/Si 기판위에는 hexagonal과 orthorhombic YMnO3이 함께 형성되었다. 기판위에 미리 Y2O3 버퍼층을 형성시킨 경우에는 Si(100)와 Pt(111)/TiO2/SiO2/Si 두가지 기판 모두 단일 hexagonal YMnO3이 성장하였으며, 특히 c-축 배향성이 향상되었다. 박막내에 hexagonal과 orthorhombic YMnO3이 혼재된 시편보다는 hexagonal 단일상이 형성된 시편이, 또한 단일상 시편중에서도 c-축 우선배향성이 좋은 시편이 그렇지 않은 시편에 비해 누설전류밀도 특성이 우수하였다. YMnO3 박막의 잔류분극값은 Si(100)기판을 사용했을 경우, 버퍼층 없이 제조된 시편은 0.14, 버퍼층이 삽입된 시편은 0.24 μC/㎠의 값을 나타내었다. 한편 Pt(111)/TiO2/SiO2/Si 기판의 경우, 버퍼층 없이 형성된 YMnO3 시편은 이력곡선을 보여주지 못하였고, 버퍼층이 삽입된 시편은 1.14 μC/㎠의 잔류분극값을 나타내었다. 이상의 연구를 통하여 기판의 종류와 Y2O3 버퍼층 삽입으로 YMnO3 박막의 결정상과 배향성을 제어함으로서 박막시편의 누설전류밀도 특성 및 강유전특성을 제어할 수 있음을 확인하였다.


Effects of substrates and buffer layer upon the formation of crystalline phases and ferroelectricity of YMnO3 thin films were investigated. The hexagonal YMnO3 was easily formed on Si(100) while the mixed phases, hexagonal and orthorhombic YMnO3, on Pt(111)/TiO2/SiO2/Si substrate. When the Y2O3 buffer layer of 70nm thick was inserted between the substrates and the YMnO3, the c-axis oriented hexagonal single phase formed on both substrates, Si(100) and Pt(111)/TiO2/SiO2/Si. The leakage current density of the hexagonal YMnO3 thin films was lower than that consisting of mixed phases, hexagonal and orthorhombic. Furthermore the hexagonal YMnO3 with c-axis preferred orientation showed the lowest leakage current density. The remnant polarization from a P-E hysteresis curve for the YMnO3 formed on Si(100) was 0.14 without buffer layer and 0.24 μC/㎠ for that with buffer layer. For the Pt(111)/TiO2/SiO2/Si substrates, the specimen without Y2O3 buffer layer did not show the hysteresis curve, while the buffer-layered has the remnant polarization of 1.14 μC/㎠. It was concluded that the leakage current density and the ferroelectricity for the YMnO3 thin films could be controlled by varying crystalline phases and their preferred orientation which depend on the kind of substrates and whether the Y2O3 buffer layer exist or not.