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우리는 본 논문에서 강유전체 물질인 PZT 박막에 대한 KFM 과 EFM 의 비교 연구 결과를 논의 하고자 한다. KFM 과 EFM 은 변형 SPM 기법으로 나노미터 영역에서 강유전체 박막의 분극반전 연구 수행에 이용되고 있다. 분극을 쓰는 과정은 AFM 상의 contact 모드에서 수행되었으며, 쓰여진 분극 정보를 읽는 과정은 non-contact 모드에서 수행되었다. 분극 쓰기와 읽기 과정에서는 상부 전극이 없는 상태에서 수행되기 때문에, 이 과정에서 일어나는 팁과 박막 표면 사이의 상호 작용은 주의 깊게 다루어 져야만 한다. 대표적인 예로 표면 전하 충전 (charging effect)과 편극소거장 (depolarization field)이 미치는 영향을 고려하여야 실험적인 사실을 올바르게 해석할 수 있다. 본 실험에서는 위와 같은 사실을 알아보기 위해 KFM 과 EFM 을 동시에 측정하였으며, 그 결과로부터 두 실험 결과의 차이점 및 공통점에 관해 논의할 것이다. 한편 박막의 방향성, 크기 등에 대해 알아보기 위해 두 가지 다른 방법으로 제작된 시료 (Sol-gel 방법 및 off-axis 증착 방법)에 관해 비교 연구도 수행하였다.


We present an electrostatic force microscopy (EFM) and Kelvin force microscopy (KFM) study on PZT thin films. The EFM and KFM has been used as a nano-scale characterization tool for ferroelectric thin films. The contact mode is used for the writing process and the non-contact mode for the reading process. The interaction between the tip and the surface of the sample should be carefully analyzed to get useful information from the experimental results. Moreover, surface charging and the depolarization field are very important for understanding the imaging process. We have done the KFM and the EFM experiments on both sol-gel processed thin films of PZT and on the off-axis sputtered PZT thin films. The imaging processes of the KFM and the EFM are analyzed and carefully compared for both types of thin films.


We present an electrostatic force microscopy (EFM) and Kelvin force microscopy (KFM) study on PZT thin films. The EFM and KFM has been used as a nano-scale characterization tool for ferroelectric thin films. The contact mode is used for the writing process and the non-contact mode for the reading process. The interaction between the tip and the surface of the sample should be carefully analyzed to get useful information from the experimental results. Moreover, surface charging and the depolarization field are very important for understanding the imaging process. We have done the KFM and the EFM experiments on both sol-gel processed thin films of PZT and on the off-axis sputtered PZT thin films. The imaging processes of the KFM and the EFM are analyzed and carefully compared for both types of thin films.