본 연구에서는 SiO_x(x2) 매트릭스 층을 갖는 TiO₂ 나노클러스터의 저항 변화 비휘발성 메모리 특성을 조사한다. 우리는 열처리 온도 900°C에서 3 h 동안 SiO₂/Si/TiO₂ 다층막을 열처리하여, SiO_x(x2) 층 내에 분포된 TiO₂ 다결정 루틸 나노클러스터를 제작한다. 그 후 전류-전압 스윕을 기반으로 저항성 스위칭 거동을 관찰한다. 이어서 TiO₂의 Magnéli(또는 Magnéli-like) 나노상에서의 옴성(Ohmic) 전도와 낮은 저항 상태에서는 SiO_SUBx/SUB(x2) 매트릭스 층에서 트랩-보조 터널링, 높은 저항 상태에서는 Poole–Frenkel 방출의 조합을 이용하여 소자의 전도 메커니즘을 설명한다. TiO₂ 나노클러스터의 상변화와 SiO_SUBx/SUB(x2) 매트릭스에서의 도전성 필라멘트 형성/파괴는 주로 소자의 저항성 스위칭에 기인한다.

W/CoFeB (1.2 ∼ 3 nm)/MgO 박막 구조에서 계면 수직 자기 이방성은 온도에 크게 의존하며, 고온에서 현저히 감소한다. 계면 자기 이방성은 일반적으로 자화의 세제곱에 비례하지만, 초박막 CoFeB 필름의 자기 이방성 온도의존성을 설명하기 위해서는 열팽창에 의한 추가 요인이 필요하다. 자기 이방성의 감소는 박막이 더 얇을수록 더 뚜렷하며, 온도가 300 K에서 400 K로 증가할 때 1.2-nm 두께의 CoFeB는 이방성이 약 50% 감소하는 반면, 1.7-nm 두께의 CoFeB는 이방성이 약 30% 감소한다. 이러한 고온에서의 상당한 자기 이방성 감소는, W/CoFeB/MgO 박막 구조를 자기저항성 랜덤 액세스 메모리 장치에 통합할 때 데이터 보존에 문제가 된다. 따라서 더 높은 온도에서도 큰 자기 이방성을 유지하기 위한 대안적인 자기 재료와 구조가 필요하다.

RF 마그네트론 스퍼터 시스템을 사용하여 Al / AlO x / Al 소자를 제작하였다. 해당 소자는 단극성 저항 스위칭 과정을 보였다. 본 연구에서 소자의 스위칭 메커니즘은 도전성 필라멘트(conductive filament) 모델을 따르는 것으로 확인되었다. 도전성 필라멘트 모델에 대한 전도 메커니즘은 저저항 상태(LRS)에서는 옴(Ohmic) 전도, 고저항 상태(HRS)에서는 쇼트키 방출(Schottky emission)을 사용하여 설명하였다. 판독 전압(0.1 V)을 달성했을 때 HRS와 LRS 사이의 저항 비 평균값은 약 3.48 × 10^7이었다. 내구성(endurance)에 대한 전기적 특성은 50회의 스위칭 사이클에서 달성되었다. 저전력 소자를 위한 낮은 스위칭 전압을 얻을 수 있었다. 이러한 결과는 AlO x 재료가 비휘발성 랜덤 액세스 메모리(nonvolatile random access memory) 응용에 활용될 수 있는 다양한 가능성을 지닌다는 것을 입증하였다.

연속적인 1차원의 나노섬유를 제작하는데 빠르고 효과적인 방법인 전기방사법을 이용하여 Ag 나노섬유로 이루어진 투명전극을 제작하고 그 특성을 측정하였다. 전기방사를 통해 제조된 Ag 나노섬유는 큰 종횡비를 갖게 되며 열처리를 통해 생성된 섬유사이의 fused junction이 접촉저항을 낮추어 전기적 특성을 향상시킨다. Ag/고분자 용액을 졸-겔 방법을 이용하여 제조한 후 glass 기판위에 방사시켜 Ag/고분자 나노섬유 구조체를 제작하고 200{}500^{}^\circ\text{C}, 2시간 열처리하여 고분자가 일정부분 제거되고 전도성이 향상된 Ag 나노섬유 투명전극을 제조하였다. Ag 나노섬유의 모폴로지를 FE-SEM을 통해 확인하였고 Ag 나노섬유 투명전극의 투과도와 면저항을 UV-vis-NIR spectroscopy와 I-V특성 측정장치를 사용하여 측정하였다. 투과도 83%에서 면저항 250{}\Omega}/sq의 투명전극을 제작하였으며 전도성필름에 적합한 수준이다. Ag 나노섬유로 이루어진 투명 전극은 전기적, 광학적, 기계적 특성이 우수하여 차세대 유연 디스플레이에 적용 가능성을 보여준다. We fabricated transparent conductive electrodes with silver (Ag) nanofibers by electrospinning process. Ag nanofibers have high aspect ratio and fused junctions which result in low sheet resistance. Electrospinning is a fast and efficient process to fabricate continuous one-dimensional (1D) nanofibers. Ag/polymer ink were prepared in polymer matrix solution by a sol-gel method. Then, Ag/polymer nanofibers precursors are heated at 200{}500^{}^\circ\text{C} in air for 2 h to eliminate partially the polymers. The topographical features of the Ag nanofibers were characterized by FE-SEM, and the electrical property was analyzed through I-V measurement system. Finally, optical property was measured using UV/VIS spectroscopy. The transparent conductive electrodes with Ag nanofibers exhibited a sheet resistance (Rs) of 250{}\Omega}/sq at a transparency (T) of 83%. Transparent conductive films, contain the Ag nanofibers as conductive materials, have good electrical, optical, and mechanical properties. Therefore, it is expected to be useful for the application of flexible display in the future.